Способ определения степени неоднородности распределения пластической деформации в металлах

(51)5 6 01 й 1/32, 33/20 ЗС) Б САН ЕНИЯ и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(56) Владимиров В. И, Физическая природа разрушения металлов, - М.: Металлургия, 1984, с. 270.Смирнов-Аляев Г, АРозенберг В; М. Анализ пластической деформации металлов методом микроструктурных изменений. - Инженерный сборник. Т. Х. АН СССР,1951. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ В МЕ- ТАЛЛАХ Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изучении корреляции механических свойств от степени неоднородности распределения предварительной пластической деформации.Целью изобретения является повышение точности за счет улучшения разрешающей способности,На фиг. 1 представлена гистограмма распределения плотНости деформационных линий для ст. 60 ХЗГ 8 Н 8 В, подвергнутой предварительной деформации; на фиг, 2 - зависимость предела прочности ХВ от дисперсии О для ст. 60 ХЗГ 8 Н 8 В, подвер гнутой предварительной деформации при средней пло 1 ности деформационных линий р=(1,75+:0.15) 10 мкм на фиг,З-зависимость относительного удлинения д от дисперсии О для ст, 60 ХЗГ 8 Н 8 В. подвергнутой(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изучении кор-реляции механических свойств от степени неоднородности распределения предварительной пластической деформации. Целью изобретения является повышение точности за счет улучшения разрешающей способности, Из деталей после еформации изготовлены микрошлифы, на которых измеряют после травления линейную плотность элементов струкгуры, содержащих деформационные линии, например, двойников или полос сколЬжения. По полученным данным вычисляют дисперсию как меру степени неоднородности распределения пластической деформации. Применение способа позволяет значительно повысить точность определения. 4 ил,предварительной деформации при средней плотности деформационных линий р=(0,140 +0,015) мкм; на фиг. 4 - схема соединения характерных точек микроструктуры для измерения микроструктурных изменений (известный способ).П р и м е р, От немагнитных бандажных колец, выполненных из стали аустенитного класса 60 ХЗГ 8 Н 8 В и упрочненных деформа- О цией, изготавливают микрошлифы и 10-ный спиртовым раствором НИОЗ вытравливают выходящие на поверхность двойники (де- а формация хромомарганцевой стали протекает в основном двойникованием).На телевизионном анализаторе "Квант мет" изображение микроструктуры (в данном случае увеличение - х 100) передается на телемонитор, Это изображение (скан, Зскана 10 мкм ) анализатором.раз 5 2бивается на 40 рабочих рамок - полосок (абрамки 2,5 10 мкм), наложенных на изоэ гбражение микроструктуры. В пределах каждой рабочей рамки измеряется протяженность контрастируемых деформационных пиний микроструктуры и нормируется на площадь, тем самым в каждой рабочей рамке определяется плотность деформационных линий 1 ад =; ар-мкм.абрамкиВся анализируемая площадь данного шлиферастет за счет увеличения числа сканов, например, до 40 и достигает Яобщ=4 10 мкм =4 мм, Таким образом, число измерений р под статическую обработку увеличивается до 1600 (40 х 40), Закон больших чисел позволяет в этом случае бо 5 10 15 20 лее корректно построить распределение плотности деформационных линий, которое является нормальным, гауссовым.Строится распределение как количество рабочих рамок(из числа 1600) со значе нием плотности р 1, попадающим в интервал Ьр=0,01 мкм, и таким же шагом изменения плотности. Распределение начинается, например, с оо =0,01 мкм и заканчивается значением рмакс =0,3 мкм . 30-1.На фиг. 1 в графической форме изображена гистограмма распределения плотности деформационных линий для ст.60 ХЗГ 8 Н 8 В, подвергнутой предварительной деформации. Как всякое нормальное 35 распределение, гистограмма описывается сред 1 ним значением плотности р = 1,3221 х х 10 м км, соответствующим предварительной макродеформации, и дисперсией40 0д Й 1600 - каадратикиоа полушириной этого распределения, собственно и характеризующей степень неоднородности микродеформаций по объему 45 " образца. На фиг. 1 представлено распределение плотности деформационных линий исследуемой стали, подвергнутой предва- рительноЬ деформации емакро =20. В результате расчета данной гистограммы 50 получены значения р,3221 10 мкм 1 О,6421 10 мкмГрафики (фиг. 2 и 3) устанавливают взаимность микросвойств исследуемой стали, в частности предела прочности тв и отно-. сительного удлинения д, со степенью неоднородности распределения пластической деформации при фиксированном значении р. Каждая точка на этих графиках соответствует образцу с определенными макросвойствами (тв или д) и вычисленным значением дисперсии из гистограммы (фиг. 1). Дисперсия растет при падении прочности и росте пластичности.Таким образом, применение технологии с более равномерной деформацией (например, гидростатическая растяжка в отличие от ковки бойками) улучшает прочностные характеристики сталей, упрочняемых деформацией. При этом пластические свойства таких сталей слабо зависят от степени неоднородности распределения пластиче-. ской деформации.В известном способе микроструктурных изменений необходимо иметь фото микрошлифов одного и того же участка до и после деформации, На недеформированной структуре (исследуемая сталь после рекристаллизации) выбираются десять пар периферийно расположенных точек, характерных для изображения микроструктуры (например, тройные стыки границ зерен).Из каждой точки проводят отрезки, соединяющие. выбранные пары и захватывающие соседние точки. как, например, схематично показано на фиг, 4, и измеряются длины 60-ти отрезков,После пластической деформации находят те же десять пар точек, затем проводятся замеры измененных длин соответствующих отрезков Из значений длин до и после деформации получают 60 значений относительных деформаций,й , 1=160,опо которым определяют значения я и дисперсииО мк Е - ЕЗдесь дисперсия имеет тот же физический смысл квадратичного разброса микро- деформаций вблизи среднего значения (или степени неоднородности распределения микродеформаций).Для серии образцов из исследуемой ст.60 ХЗГ 8 Н 8 В, деформированных на различную степень емакро (20, 25. 30, 35, 40) известным способом микроструктурных изменений, определяют дисперсию, которая для всех значений емакро обнаруживает примерно одно и то же значение О 7 10Погрешность в определении О по изве стному способу оценивается величинойЛбьеО " 1(Е-),РХО мкм в отличие от 257 ь, оцененных для 0 по предлагаемому для выбранной базы 2,5 10 мкм, База (как минимальная площадь для измерений) предлагаемого способа гораздо меньше базы известного, у 5 которой как правило, по длине поперечного сечения укладывается 810 зерен. Это приводит к тому, что зависимости хв и д от дисперсии О (определенной известным способом) подобные тем, которые изображены на фиг, 2 и 3, не выявлены, т. е, разрешающая способность и точность фик-. сации микродеформаций на уровне зерен, субзеренной структуры выше для предлагаемого способа. Это является следствием 15 возможности регистрации линий скольжения и двойникования в пределах зеренной и подзерен ной структурахУменьшенная база измерений с одновременным расширением анализируемой 20 площади образца, приводящая к статической обработке 1600 измеренйй вместо 60 (или ф 400) измерений по известному способу на той же анализируемой площади, вконечном итоге сказывается на большей 25 корректности и, соответственно, точностиопределения О в силу закона больших чисел.Более высокая точность предлагаемого способа обусловлена еще и тем, что он сво боден от таких существенных недостатков 2 4 6 8 10 22 14Фиг. 1 известного способа, как потери точности при измерениях длин на двух микрошлифах (до и после деформирования) и осуществление таких измерений вручную, Отрезки прямых, соединяющие характерные точки микроструктуры, не являются естественными признаками для подсчета анализаторами изображений их протяженностей.Тем самым улучшается разрешающая способность регистрации распределения микродеформаций по обьему металла и повышается точность определения степени неоднородности (дисперсии) распределения йластической деформации. Это является определяющим для поиска новых технологических решений проблемы упрочнения материалов деформацией,Формула изобретения Способ определения степени неоднородности распределения пластической деформации в металлах, включающий измерение микроструктурных изменений при микродеформациях и вычисление дисперсии, характеризующую степень неоднородности, отл и ча ю щи й с я тем, что. с целью повышения точности эа счет улучшения разрешающей способности, измеряют линейную плотность элементов структуры, включающих деформационные линии.1714419 Заказ 685 . Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 при ГКНТ СССР Производственно-издат л, Гагарина, 10 ий комбинат "Патент"г, Ужгор Составитель М:. ШелагуровРедактор И. Шулла Техред М,Моргентал КорректорН. Ревская