4.1 Розрахунок межі текучості при гарячій та холодній деформації
Відома кілька методів розрахунків межі текучості в осередку деформування при різних процесах обробки металів тиском [1]…[4]. При гарячій обробці металів, широке розповсюдження получив метод термомеханічних коефіцієнтів [1]. При цьому
(4.1)
де
-
напруження текучості;
-
базисне напруження даної марки сталі
при
Со
,
с-1,
;
-
термомеханічні коефіцієнти, які залежать
від ступеню деформування, швидкості
деформування та температури. В роботі
[1] наведено значення
для
43 марок сталі і графіки для знаходження
термомеханічних коефіцієнтів. П.Л.Клименко
[7]
після обробки експериментальних даних
В.І.Зюзіна получив формули для розрахунків
цих коефіцієнтів в вигляді
,
(4.2)
,
при
с-1
, (4.3)
,
при
с-1,
,
при
,
(4.4)
,
при
.
Базисне напруження текучості приведено в таблиці 4.1
Таблиця 4.1 - Базисне напруження текучості
№ п/п |
Марка сталі |
Напруження МПа (кг/мм2) |
1 |
14ГН |
99 (9.9) |
2 |
60С2 |
110 (11.0) |
3 |
Р18 |
159 (15.9) |
4 |
08кп |
84 (8.4) |
5 |
20 |
85 (8.5) |
6 |
45 |
88 (8.8) |
7 |
Ст.3 |
86 (8.6) |
8 |
У8 |
90 (9.0) |
9 |
40Х |
92 (9.2) |
10 |
!0ХН |
95 (9.5) |
11 |
ШХ15 |
95 (9.5) |
12 |
45ХН |
100 (10.0) |
Для 66-ти марок сталі Андреюк і Тюленев після обробки своїх експериментальних даних [2], мають вираз для знаходження межи текучості
,
(4.5)
де
-
поправочний коефіцієнт,
-
базисне напруження при Со
,
с-1,
;
-
середня швидкість деформування с-1;
-
ступінь деформування;
-
температура металу в Со;
-
коефіцієнти залежні від конкретної
марки сталі.
В таблиці 4.2 приведені всі значення формули 4.5 згідно роботи [2].
Таблиця 4.2 - Значення коефіцієнтів для розрахунків межі текучості різних марок сталі
№ п/п |
Марка сталі |
S
|
Н/мм2 |
|
|
|
1 |
Ст.5сп |
0.917 |
87.7 |
0.144 |
0.208 |
-3.55 |
2 |
15Г |
0.842 |
101.1 |
0.126 |
0.188 |
-2.74 |
3 |
65Г |
1.007 |
71.2 |
0.166 |
0.222 |
-3.02 |
4 |
У12А |
1.057 |
68.6 |
0.173 |
0.180 |
-3.26 |
5 |
60С2 |
0.921 |
102.9 |
0.153 |
0.197 |
-3.46 |
6 |
35ГС |
0.975 |
87.8 |
0.136 |
0.187 |
-2.79 |
7 |
У10А |
0.955 |
78.9 |
0.163 |
0.194 |
-3.57 |
8 |
У7А |
0.948 |
76.7 |
0.159 |
0.197 |
-2.87 |
9 |
Ст.3кп |
0.885 |
76.3 |
0.135 |
0.164 |
-2.80 |
10 |
33А |
0.945 |
47.1 |
0.198 |
0.074 |
-3.85 |
11 |
45 |
1.000 |
85.6 |
0.143 |
0.173 |
-3.05 |
12 |
Ст.3сп |
0.960 |
88.9 |
0.124 |
0.167 |
-2.54 |
13 |
60С2ХА |
0.946 |
99.0 |
0.139 |
0.115 |
-3.84 |
14 |
40Х |
0.979 |
85.7 |
0.130 |
0.170 |
-3.62 |
15 |
15ХСНД |
0.880 |
91.3 |
0.122 |
0.226 |
-2.90 |
16 |
ШХ15 |
1.010 |
78.0 |
0.137 |
0.220 |
-4.07 |
17 |
40ХН |
0.935 |
86.7 |
0.134 |
0.234 |
-3.47 |
18 |
30ХГСА |
0.996 |
90.6 |
0.134 |
0.250 |
-3.34 |
При виконанні курсової роботи можна рекомендувати метод термомеханічних коефіцієнтів та вираз (4.5) для розрахунків межи текучості.
При холодній деформації межу текучості можна розраховувати по формулі А.В. Третьякова
,
(4.6)
де
- коефіцієнти, залежні від конкретної
марки сталі.
Згідно виразу (4.6) по даним роботи приведені коефіцієнти для різних марок сталі в таблиці 4.3, для розрахунків межі текучості та межі міцності.
Таблиця 4.3 - Значення межі текучості та межі міцності для різних марок сталі
№ п/п |
Марка сталі |
Межа текучості, МПа |
Межа міцності, МПа |
1 |
08 |
|
|
2 |
10 |
|
|
3 |
45 |
|
|
4 |
Ст.2 |
|
|
5 |
20 |
|
|
6 |
10Г2 |
|
|
7 |
65Г |
|
|
8 |
50 |
|
|
9 |
Р9 |
|
|
10 |
08 кп |
|
|
Дані таблиці 4.3 можна використовувати для розрахунків напружень при волочінні, згину, холодній осадці пресовані.