|
На начальном этапе нагружения (до 0,7 °г°-2) значение Е увеличивается, а 1Р уменьшается по закону, близкому к линейному. При увеличении напряжений в диапазоне от 0,7 сг°-2 до 0,9 сг°-2 степень изменения Е и 1Р снижается, а при напряжениях близких к <т°-2 зависимости приобретают экстремальный характер. С позиций предложенной.модели п.п. 2.1, 2.2 такое поведение параметров положения максимума ОМШ объясняется одновременным изменением как эффективной кристаллографической анизотропии (■^ + ^сго) при увеличении сг°, так и параметра в результате протекания процессов сначала микропластической (» до ст°-2), а затем, и макропластической деформации. Причем, на этапе макропластического деформирования процесс увеличения величины градиента микронапряжений становится превалирующим, что может приводить к некоторому снижению е и увеличению 1р. На рисунке 2.16 показано, что зависимости по режимам 1, 2 и 3 ведут себя противоположным образом, так что параметр Р=Е х 1Р может иметь малую чувствительность к изменениям микронапряжений и использован для контроля макронапряжений по единой зависимости в пределах данной марки стали. На рис. 2.17 приведены зависимости параметра Р от растягивающих напряжений в образцах из углеродистых и легированных сталей. Результаты статистической обработки экспериментальных данных, заключающейся в определение коэффициентов корреляции, уравнений линейной регрессии и доверительных интервалов, приведены в таблице 2.3. Данные, представленные на рис. 2.17 и в таблице 2.3 (коэффициент корреляции во всех случаях превышает табличный Кт = 0,349 при доверительной вероятности 0,95), подтверждают возможность использования единой в пределах марки стали зависимости Р = f(ao) Для контроля уровня макронапряжений углеродистых легированных сталей. 67 |
Типичные ОМАШ рис. 4.146 имеют два максимума Uai и Ua2> расположенные в областях полей перемагничивания близких к насыщению ферромагнетика [23, 187]. Причем первый максимум UAi при увеличении упругих напряжений изменяется в 2 3 раза больше чем второй. Характер зависимости среднеквадратического значения напряжения UMaiu от сто(рис. 4.15) неоднозначен: растет от области сжимающих напряжений, а затем однозначно падает. Зависимости E=f(a0) и UMalu~ f(oo) рис. 4.14 и 4.15 в области упругих напряжений имеют общий характер для всех сталей табл. 4.1 и 4.2 независимо от их микроструктуры. Могут изменяться масштаб, крутизна зависимостей, перегиб максимума Umaiii= f(oo) может лежать как в области сжимающих, так и растягивающих напряжений. Полученные экспериментальные результаты ОМШ и ОМАШ подтверждают результаты исследований п.п. 2.2. и 2.4. и согласуются с результатами работ, посвященных этой проблеме [6, 18, 27, 148-150, 1821]. Однозначный характер изменений характерных точек ОМШ (2?max, tjTn) от приложенных напряжений и результаты исследования п. 4.2. позволяют надеяться на возможность раздельной оценки уровня микрои макронапряжений. На рис. 4.16 приведены зависимости Е и 1р от величины напряжений для образцов из ст.30ХГСН2А с различной твердостью. Зависимости, полученные для всех остальных исследованных марок углеродистой и легированной сталей, аналогичны по характеру и отличаются только абсолютными значениями измеряемых параметров. Рассмотрим изменения параметров положения максимума ОМШ в процессе нагружения на примере испытаний среднепрочных образцов (НВ=348; сг02=1Д6-103М$а). j На начальном этапе нагружения (до 0,7а02) величина Е увеличивается, а 1Р уменьшается по закону, близкому к линейному. При увеличении напряжений в диапазоне от 0,7сг02 до 0,9 сг02 степень изменения Е и 1Р снижается, а при напряжениях близких к а02 зависимости приобретают экстремальный характер. С позиций предложенной модели* п.2.2 такое поведение параметров положения максимума ОМШ объясняется одновременным изменением как эффективной кристаллографической анизотропии (К +Ла0) при увеличении сг0, так и параметра Зх в результате протекания процессов сначала микропластической (* до а02), а затем и 193 макропластической деформации. Причем, на этапе макропластического деформирования процесс увеличения величины градиента микронапряжений становится превалирующим, что может приводить к некоторому снижению е и увеличению 1Р. Е, Умаш, мВ Рис. 4.15. Зависимость среднеквадратических значений МШ-Е и M A III-U maiii от упругих растягивающих и сжимающих напряжений в Ст.60. Учитывая, что большинство деталей и изделий машиностроения работает в условиях действия нагрузок, не превышающих, как правило, 0,5 0,7 сг02 (с коэффициентом прочности 2 3), рассмотрим подробнее именно этот диапазон нагружения. <• На рис. 4.17 представлены результаты измерений величин Е и 1Р при нагружении, а пунктирные линии соединяют точки, соответствующие равным величинам растягивающих напряжений для образца с различной твердостью. Необходимо заметить, что кривая для а =0 соответствует полученной в разделе 4.2 (см. рис. 4.11), а графики, соответствующие напряжениям, отличным от 0, являются эквидистантными к этой кривой, сохраняя при этом обратнопропорциональный характер. Приведенные рисунки показывают, что каждому сочетанию микрои макронапряжений в материале соответствует своя точка в координатах амплитуда-поле максимума МШ (или "Е 1Р" в наших экспериментах). Из этого следует, что величины микрои макронапряжений могут быть однозначно определены по результатам измерений Е й 1р . В частности, согласно выводам пп.2.2 и 3.4 для определения макронапряжений с учетом структурного состояния стали может быть использован параметр Р= Е*1Р. мА 70 50 30 мВ 100 80 60 40 20 300 600 900 12001500 МПа Рис. 4.16. Зависимость Е и 1рот растягивающих напряжений для образцов из ст.30ХГСН2А: 1НВ=209; 2НВ=348; 3-НВ=467. Данные, представленные на рис. 4.18 и в таблице 4.4 (коэффициент коррелиции во всех случаях превышает табличный Кт = 0,349 при доверительной вероятности 0,95), подтверждают возможность использования единой в пределах марки стали зависимости Р =f(q) для контроля уровня макронапряжений углеродистых и легированных сталей. |