Оценка вязкости сталей высокой твердости с помощью результатов статического испытания на изгиб

6. Оценка вязкости сталей высокой твердости с помощью результатов статического испытания на изгиб

Постановка задачи

Путем проведения статических испытаний на изгиб (с сосредо­точенной нагрузкой) необходимо снять диаграммы изгиба инстру­ментальных и быстрорежущих сталей, подвергнутых различным режимам термической обработки, и определить условный предел текучести при изгибе, предел прочности при изгибе и работу пла­стического разрушения.

С помощью определенных характеристик нужно провести клас­сификацию вязкости исследованных сталей [1, с. 46—49; 5, с. 433— 439].

Приборы, и принадлежности

Универсальная разрывная машина с приспособлением для ис­пытания на изгиб (максимально необходимая испытательная на­грузка до 10 кН), прибор для непрерывной регистрации диаграмм изгиба или индикатор часового типа (точность отсчета не менее 0,01 мм), штангенциркуль, планиметр.

Основные положения

Для определения прочности и вязкости твердых сталей (напри­мер, закаленных и отпущенных), работающих в условиях низких температур, испытание на растяжение оказалось непригодным, по­скольку возникают трудности при изготовлении образцов и при проведении самого испытания, обусловленные незначительной пластичностью испытываемого материала. Кроме того, результаты испытания на растяжение не позволяют получить ясной зависи­мости вязкости сталей высокой твердости от термообработки и структуры в возможно более узкой области разброса, т. е. при не­большом числе образцов.

Последнему требованию лучше удовлетворяет статическое испы­тание на изгиб, которое в последние годы находит все большее применение для оценки вязкости сталей высокой твердости (рис. 36). Оно отличается несложным проведением, незначитель­ным разбросом результатов, простотой образцов и, кроме того, позволяет с помощью простых средств снимать полную диаграмму изгиба (рис. 37).

Измерение прогиба производится, как правило, непосред­ственно на нижней стороне образца с помощью индикатора часо­вого типа или индуктивного датчика перемещений. Во избежание повреждений датчика перемещений при разрушении образца про­гиб последнего передается на него с помощью рычага. Необходимое для определенного прогиба об­разца усилие можно измерить с помощью обычных силоизмерителей испытательной машины. Для проведения испытаний на

изгиб хорошо подходят универсальные разрывные машины, осна­щенные приспособлениями. Новейшие испытательные машины позволяют также проводить непрерывную регистрацию диаграммы изгиба в процессе испытания.

По диаграммам изгиба очень просто определить следующие ха­рактеристики: предел прочности при изгибе s_bB, условный предел текучести при изгибе s_b0,1; полный прогиб f_g; упругий прогиб f_упр; пластичный прогиб f_пл; полную работу разрушения а; работу упругого разрушения а_упр; работу пластического разрушения а_пл.

Возможности произвести оценку сталей высокой твердости с помощью этих характеристик различны. Основным критерием для применения сталей высокой твердости (более HRC55) является их вязкость. Как показывает опыт, для оценки вязкости твердого материала достаточно знать предел прочности при изгибе, услов­ный предел текучести при изгибе и работу пластического разру­шения. Во многих случаях для оценки вязкости используют лишь условный предел текучести при изгибе и работу пластического раз­рушения. Все же одних данных о работе пластического разрушения для оценки вязкости недостаточно, поскольку при равной работе изгиба пределы текучести могут быть различны.