§ 5. Влияние пластической деформации и деформационного старения

Как указывалось в главе IX, упруго-лластнческлл деформа­ция в концентраторах, вызванная технологическими операциями, суммируется с упруго-пластическими деформациями, возникаю­щими при погружении конструкции рабочими нагрузками (см. рис. 9-4). Очевидно, что с увеличением предварительной дефор­мации металла, возникающей до приложения рабочих, нагрузок, уменьшается запас конструктивной прочности изделии, оцени­ваемый по величине упру го-пластической деформации до разрушения.

В случае пластичных металлов с достаточно гд-.ц\окимн зна­чениями показателя степени упрочнения п предварительная деформация от технологических операций обычно не снижает разрушающих нагрузок, если они прикладываются при'положи­тельных температурах. Предварительная деформация, если она возникает в металлах с неблагоприятным видом диаграммы a:=j(сУ),. может в ряде случаев вызвать также и снижение сред­них разрушающих напряжений. Од г, а ко пластическая деформа­ция в сварных конструкциях из пнзкоуглеродистых и низколеги­рованных сталей без сочетания с другими неблагоприятными факторами обычно не представляет серьезной опасности для прочности. Основное отрицательное влияние пластической де­формации проявляется при наличии концентраторов и в особен­ности тогда, когда пластическая деформация является npv"'по­сыл ;еон для интенсивного протекания процессов старения,

Деформационное старение приводит к коренным изменениям деформационной характеристики металла Ъ-~[(е). Иа рис. 11-10 (левая.часть) сравниваются характеристики Ст. Зкп па участке до образования щенки (до точки Э) в исходном состоянии при температурах ^-20° С и —60° О и после- деформационного старе­нии (жмхтпчеекая деформация— ',0%. выдержка при Г--=£л.";°С и течение 3 ■/.) при тех же температурах. Предел текучести после указанного деформационного старения возрастает при Г = 20° С примерно вдвое, а показатель степени упрочнения уменьшается" с 0,23 : 0,25 до 0,05-^0.06. Весьма значительно уменьшается равномерная деформация до образования шейки и предельная деформации металла до разрушения; разрушающее истинное напряжение практически не изменяется. Изменение характери-" стики a = f(e) после деформационного старения приближает Ст. Зкп к высокопрочным сталям по ее чувствительности к кон­центраторам, в то время как величина разрушающих напряжет

274

кий сохраняется невысокой. К аналогичным изменениям диа­граммы приводит деформационное старение на сталях 22К, 15ХСНД и 10ХСНД.

Пластическая деформация при комнатных температурах и деформационное старение могут существенно понизить запас конструктивной прочности. На рис. И-5 был приведен пример влияния деформационного старения на снижение прочности и пластичности надрезанных образцов из стали 15ХСНД. При температуре мину,с 40—45° С наблюдается резкое снижение средних разрушающих напряжений. Аналогичные результаты получены на сталях ЗОЛ, 10ХСНД, 15Г2СМФ, 15ГН4М,

Отрицательное влияние на свойства металлов оказывает так­же. рост зерна, например, в зоне перегрева при электрошлако-ной сварке.

В процессе термопластического цикла сварки осуществляется довольно сложное изменение свойств металла под влиянием тер­мического воздействия, пластической деформации и старения металла. Особенно значительными могут оказаться изменения свойств металла, если эти процессы протекают в зоне концеит-ратооа деформаций (см. рис. 9-14).