ВЛИЯНИЕ ВИДА НАГРУЖЕНИЯ НА ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ3-1

 

Кроха В.А., Шутов А.В. (ВГЛТА, Воронеж, РФ)

 

Титановые сплавы, обладая хорошими прочностными характеристиками при сравнительно малом весе, нашли широкое применение в авиационной и космической технике, а также в автомобилестроении за рубежом. Большинство деталей изготавливается с помощью различных методов обработки металлов давлением (ОМД).

При разработке и компьютеризации технологического процесса ОМД необходимо иметь сведения о деформационном поведении таких параметров, как напряжение течения s_S при различных степенях деформации e_l (e_l=lnh₀/h, где h₀ и h – высота до и после осадки соответственно); n - показатель деформационного упрочнения, s_S1 - напряжения течения при e_l=1 и ds_S/de_l - скорость деформационного упрочнения в связи с их большой практической значимостью. Так, например, величина n позволяет определить: устойчивость заготовок при штамповке; штампуемость металлов; разрушающее напряжение детали при трехосном растяжении; удельную энергию деформации при растяжении цилиндрических образцов и др. По величине s_S1 для конкретного материала может быть найден предел прочности при растяжении. Знание величины ds_S/de_l позволяет определять наличие зависимости между равномерной деформацией и n, потерю устойчивости образцов при растяжении, скорость деформации процесса. Величина ds_S/de_l является показателем склонности к вытяжке и т.д. [1].

В литературе в основном приводятся усредненные значения величины n, не учитывающие влияние температуры, скорости и степени деформации, а также вида нагружения. Сведения о величинах s_S1 и ds_S/de_l практически отсутствуют.

Целью настоящей работы явилось изучение деформационного поведения титанового сплава ВТ3-1, деформированного растяжением и сжатием при температурах 400 и 500^оС со скоростью 10с^-1, экспериментальные кривые упрочнения которого представлены в работе[2].

Данные экспериментальные кривые упрочнения апроксимировались по уравнению Холломона: s_S=s_S1×e_lⁿ с помощью специально разработанной программы на языке Borland Delphi 3.0, содержащей уникальную базу данных по титановым сплавам и позволяющей определять  графические зависимости n(e_l), s_S1(e_l) и (ds_S/de_l)(e_l).

Как видно из рисунка 1(а), величина показателя деформационного упрочнения n при растяжении увеличивается постоянно с ростом e_l, а при деформировании сжатием возрастает только до e_l=0.2, а затем остается практически постоянной. Температура деформации при сжатии почти не влияет на уровень расположения кривой n(e_l). В случае растяжения уровень расположения кривых n(e_l) тем выше, чем меньше температура деформирования.

Рисунок 1- Зависимости величин показателя деформационного упрочнения n (а), коэффициента s_S1 (б) и скорости деформационного упрочнения ds_S/de_l (в) от степени деформации e_l титанового сплава ВТ3-1 при температурах 400 ^оС (1, 3) и 500^оС (2, 4) для деформации сжатием (1, 2) и растяжением (3, 4)

 

Поведение величины s_S1 (см. рис.1б) с ростом  e_l аналогично поведению величине n, за исключением того, что при обоих видах нагружения уровень расположения кривых s_S1(e_l) зависит от температуры: чем выше температура, тем ниже расположена кривая.

Величина скорости деформационного упрочнения уменьшается с ростом степени деформации, ассимптотически приближаясь к установившемуся значению. Чем выше температура деформирования, тем ниже находится кривая (ds_S/de_l)(e_l).

 

Библиографический список

1.   Кроха В.А., Шутов А.В., Ходосов М.Г. Практическая значимость сведений о деформационном поведении металлов/ ВГЛТА. -Воронеж, 1999.-19с.: 2 ил. -Библиогр. 45 назв.-Рус. Деп. В ВИНИТИ 22.07.99, №2399-В99.

2.   Полухин. П.И., Гун  Г.Я., Галкин А.М. Сопротивление деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983. -350с.