книги / Прогнозирование прочности и анизотропного состояния деформированных конструкционных материалов

1э,

и

Iszx

^ixyn

I$xyn

Axyc

hzxz.

•А

h

h

~ r r

h

h

12,7

1,09

0,54

0,69

0,74

0,62

1,94

11,0

0,99

1,51

0,45

0,39

0,23

0,25

42,2

0,90

I , £6

£.02

£ ,I0

0,7£

0,43

8,0

1,46

0,71

£.35

£.59

1,01

0,88

7,2

£ Д 4

0,56

2 ,Of?

0,99

1,79

£,46

6.7

1,00

0,97

0,97

£,24

2Д5

2,84

6,7

0 ,7 8

£ .18

0,45

0,91

1,27

2,39

5,5

0,95

0,62

1,42

1,05

2,85

0,35

100,0

ных предварительное

заключение автора о возможности наличия

в

исследуемых горячекатаных листах лишь сильно рассеянной

и

не­

однородной текстуры .

Действительно, по литературным данным [59, с . 157] тексту­

ры горячей прокатки

резко неоднородны по сечению прокатываемо­

го листа, причем более ярко

выраженные наблюдаются

в

средних

слоях.

Из т аб л .5 .1

следует то

же самое:

1 . В средних слоях ластов наблюдается более сильная текс-

турованность, чем в

поверхностных олоях, ибо отношения

интен­

сивностей I i x y t / h

я

Isxyc/?B

более отличны от

единицы» чем от­

ношения 1{хуп?19

ж

Isxyn f h

2, Наиболее слабая текотурованнооть наблюдается

по сече­

нию е л , ибо отношения

и особенно отношения

TS zx/T9

менее других отличаются от единицы. Такой результат

в

сечении

zx . выражает неоднородность

текстуры по этому сечению листа,ко­

торая статистически

осредняется

при вращении образца

во время

оъемки вокруг нормали

к его' поверхности.

Табл.5 .1 также

показывает,

что близких к

"совершенству'’

текстур нет пи в

одной

из рассматриваемых плоскостей лиотоэ

I

Т а б л и ц а

5. 2

нта линейного термического расширения металла листа i

ориентировке

образцов

занной ориентировке

про­

Доверитель­

листа,

град*1

ные интер­

валы

зна­

со

4:

<

чений ссш6,

<3

За

£

град” 1

г

1

е1

В

1

ы

н

Н

ы

Ь1

+0Д

- о д

+ 0,5

- о д

0 Д 8

0,54

0,054

0Д 5

8,7 + 0,2

+0,1

- о д

+0,4

—0 ,2

0 Д 7

0,51

0,051

0,14

9,0

+ ОД

+0Д

О

+0,4

- 0 ,2

0,14

0,42

0,042

0Д 1

9,2 + ОД

0

0

+ 0,2

—0 ,2

0Д 1

0,33

0,033

0,09

9,6 + ОД

0

0

+0,3

- 0 ,3

0,14

0,42

0,042

0 ,И

9,9

+ ОД

0

- о д

+0,2

- 0 ,3

0,14

0,42

0.042

0Д 1

10,2

+ ОД

Анализ результатов выполнен математико-статистический ме­

тодом и сведен

в т аб л .5 .2 . В таблице обозначения

промежуточных

ориентировок в

главных плоскостях листа

х у %уя

и z x

содержат

величину угла

наклона продольной осп образца к первой

из двух

осей, определяющих рассматриваемую плоскость;

например zx-*f&

означает,

что

продольная ось образца в плоскости

zx.

образует

угол сс/6 с осью £ .

Если

х -

среднее арифметическое из

значений

о<Л06 град”*,

измеренных во всех

N=12 направлениях в

рассматриваемом тем­

пературном интервале,

то 8 является средним квадратическим от­

клонением

отдельного

измерения х,- и определяется по формуле

При отсутствии

вклада цреимущественной

кристаллографиче­

го х должны подчиняться нормальному закону распределения.

В

этом случае ошибка отдельного измерения величины а ДО5 ,

разность между

средним арифметическим

£

и данным значением xit

не должна быть

больше 3 6 [33* 66 и др.]

.

Это условие, как

по-

тервалах,

В таб л .5 .2 подсчитаны также доверительные интервалы зна­

чений средней величины о<.10® град” * о применением

интеграла

вероятности для малой выборки [33]

P ( t ± t r ) = Z ) S C t'k U t

(К=ЛМ),

который оценивает вероятность того, что отклонение

i от выбо­

рочного среднего £ не превзойдет некоторого числа

ty . При этом

рального среднего а .

Значения наибольших ^

при различных зна­

чениях вероятностей я

при различных к табулированы [33], поэто­

му расчет

выполняется

быстро. Промежуточные параметры расчета

в табл .5 .2

обозначены:

, где

(£-асг)У(/У-1) - ис­

лении математическое

ожидание

Тогда генеральное сред­

нее

а (математическое

ожидание величины

) определяется дове­

рительным интервалом

а « £ ± е ,

где &=tyS£ . Табличное

значение

ty

мы получили при

А = I l (

N= 1 2 ), задавая достаточно

высо-.

кую вероятность j* = 0,9 8 .

Таким образом, по данным измерений

коэффициента

ос - 10е в

двенадцати различных направлениях и результатам обработки

по­

номерной деформации возникают ориентированные дислокационные

скопления. При горячей обработке давлением имеет место терми­

чески активированное движение дислокаций [1 9 ). Легирующие

и

ния

легирующих элементов ( а - в листе

сплава 74 -

-А1

с полосчатой макроструктурой; 6 и б - в листе

сплава TL-AI-V

с мелкозернистой

полиэдрической

макроструктурой;

N,

% на интервал 0,4#

А1 или

0Д% V : сплошные -

по плоскости

л х , штриховые -

и до пластическим свойствам.

Горячая прокатка листов из титановых ос-сплавов

заканчи­

вается обычно в температурной области фазового перехода

+

+

Первые зерна низкотемпературной ос-фазы титана с

гексаго ­

тировки (текстуры) и в

соответствии с законами 1фисталлизации

твердых растворов оказываются обогащенными кислородом.

Таким

образом, в металле создаются ориентированные области

высокой

концентрация кислорода,

превышающей средний уровень,

опреде­

в сравнении со

сроднилж значениями твердости НВ (по Брннеллю),

Максимум распределения значений твердости

HV (рис.24,я) даплос­

кости y z листа

I ( Т1--А1 с развитой

макротекстурой) имеет мес­

то в интервала

значений 2 0 2 .. .210 кгс/мм2 ,

в пределах которого

находится также

и ореднее значение твердооти НВ (207 кгс/мм2) .

Максимум распределения твердости HV по плоскости ху делит в ин­

тервале меньших значений (1 9 4 ...2 0 2

кгс/мм2) , чем НВ (207 кгс/

/мм2). Максимума распределения твердости HV(рис.24,5')

как

по

плоскости y z ,

так и по плоскости

листа 2 (T t-A l с

равно­

осной мелкозернистой макроструктурой),

также смещены в область

пониженных значений (1 8 6 .. .194

кгс/ммг)

по сравнению с НВ

(270

кгс/мм2) .

Это объясняется тем , что

при наличии в листе I мелких пло­

турой и ориентированным распределением легирующих и

примесных

элементов, шарик Бринелля

при вдавливании в плоскость

y z

каж­

дый раз встречает

сопротивление выходящих на ату плоскость бо­

ковых кромок более

твердых

неоднородностей, а пирамида Виккер­

са, имеющая меньшую поверхность, попадает и на менее

твердые

участки. Однако большая часть измерений (максимум

на

единой

распределения)

приходится

на относительно чаще расположенные

более твердые

участка, так

как мягкие участки в плоскости

y z

сплющены сильнее и

имеют

меньшую площадь, чем твердые. В плос­

кости х у неоднородности,

сплющенные деформацией при

прокатке,

образуют участки разной твердости, размеры которых больше,

чем

в плоскости y z . Поэтому

имеется относительно большая

вероят­

ность попадания пирамиды Виккерса при замерах как

на

более

ность его отпечатка и в этом случае превышает размеры

неодно­

родностей. Вследствие этого на шгоокости х у листа I

значение

твердости НВ остается на том же уровне,

что и на плоскости y z ,

а максимум распределения

твердости

HV

смещается в область мень­

ших значений (1 9 4 ...2 0 2

кгс/мм2 ) .

Аналогично можно объяснить и одинаковый результат распре­

деления твердости по плоскостям yz

и ху

листа 2 из сплава Ть -

примеси кислорода в листах из

ог-сплава T i-A l

не должно

превы­

шать 0,09£. Уместно заметить,

что эта рекомендация хорошо со­

гласуется с условиями получения равнопрочного

сварного

соеди­

рование анизотропии механических свойств, так как

неравномер­

ность содержания их по объему металла горячекатаных листов

из

титановых сплавов Tt-Al и TL-AI-V

согласно результатам

экс­

периментального исследования автора может иметь

ориентирован­

ный характер.

Итак, результата металловедческих и технологических

экс­

периментов показывают, что исследование уровня

физико-механи­

ческих свойств горячекатаных титановых <х-сплавов в

целом

вы­

полнимо в рамках изложенных прогнозирующих моделей.

ot + р -ти­

Если же обратиться к более сложно легированным

тановым или термоуцрочняеиым медным сплавам, то

возможности из­

ложенного математического аппарата

оказываются

недостаточнимя

вания свойств только одного класса термоупрочняемых

медных

сплавов - хромовых бронз, из которых промышленность

произво­

дит, в частности, горячекатаные листы.