СПОСОБ ОЦЕНКИ ПОТЕРИ ПЛАСТИЧНОСТИ ПО ИЗМЕНЕНИЮ МИКРОТВЕРДОСТИ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ
METHOD OF EVALUATION OF LOSS OF PLASTICITY BY CHANGE OF MICROHARDNESS OF CONSTRUCTIONAL STEEL

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств конструкционных сталей.
Известны наиболее близкие к предлагаемому (патент №2019813) способы определения предельного состояния материала по зарождению трещины в процессе испытаний на малоцикловую усталость, при которых измеряют во время приостановки нагружения длину появившейся трещины, считая предельное состояние достигнутым, при определенной длине трещины.
Недостатками известных способов являются:
1. Невозможность точного измерения длины трещины, так как с поверхности она представляет собой щелевую полость с асимптотически сходящимися краями.
2. Появление нескольких трещин вместо одной магистральной трещины еще более затрудняет определение предельного состояния.
3. Трудоемкость способов ввиду постоянных приостановок испытаний и измерений длины трещины или раскрытия берегов трещины.
Целью изобретения является методика оценки потери пластичности (предельного состояния) конструкционной стали по изменению микротвердости.
в
т
р
пл
пл
р
пл
пл
р
пл
*
*
Сущность изобретения заключается в имитации накопления повреждений через проведение испытаний на малоцикловую усталость образцов (фиг.1) с различными накопленными поврежденностями. После циклического нагружения образцы подвергли одноосному растяжению до разрушения (фиг.2). Результаты испытаний показали, что с накоплением поврежденности (увеличением числа циклов испытания) пластичность стали уменьшается, т.е. происходит потеря пластичности (охрупчивание). По результатам испытаний на одноосное растяжение строится предельная кривая потери пластичности (фиг.3). Полученные результаты показывают, что с накоплением поврежденности (уменьшением пластичности) отношения σ/σ→1 при Δe/е →(е  - величина пластической деформации исходного образца, Δе=е*-е - разность пластической деформации образца в исходном состоянии и образцов с накоплением поврежденности, Δе/е* - коэффициент потери пластичности, КПП). Предельная кривая потери пластичности от накопления поврежденности описывается следующим уравнением:
где k, β и m - коэффициенты для конкретной конструкционной стали, например, для Ст.15: k=0.8, β=42, m=2.
Измерения микротвердости проводились на местах излома образцов с различными накопленными поврежденностями на установке ПМТ-3. В среднем на каждом образце проводились 35-40 замеров. Метод измерения прибора основан на измерении линейной величины диагонали оттиска, получаемого от вдавливания под определенной нагрузкой алмазной пирамиды в исследуемый материал.
р
пл
По результатам замеров микротвердости предельная кривая потери пластичности перестраивается в координатах Н-Δе/е* (микротвердость - коэффициент потери пластичности) (фиг.4).
р
пл
p
пл
Оценку потери пластичности конструкционной стали проводят по корреляционной зависимости коэффициента потери пластичности (Δе/e*) с замерами микротвердости из условия, что тем больше величина микротвердости, тем ближе коэффициент потери пластичности (Δе/е*) к единице, т.е. к предельному состоянию.