Файл: Пластическое деформирование металлов [сборник статей]..pdf

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Р. Хилл. Математическая теория пластичности. М., Гостехиздат, 1956.

2. Л. М. Качанов. Основы теории пластичности. М., «Наука», 1969.

3.А . Д. Томленое. Теория пластического деформирования металлов. М., «Металлургия», 1972.

4.Е. М. Третьяков. О калибровке плоских заготовок и деталей.— Куз­ нечно-штамповочное производство, 1962, № 4.

5.Е. М. Третъяков. Исследование процессов пластического формоизменения с учетом упругих деформаций инструмента и изделия.— Сб. «Пластиче­ ское течение металлов». М., «Наука», 1968.

6.Е. М. Третъяков. Упругопластическое сжатие тонкой пластически уп­ рочняющейся полосы.— Сб. «Расчеты процессов пластического течения металлов». М., «Наука», 1973.

7.Е. М. Третьяков, В. М. Луговской. Упругопластическое сжатие тонкой

полосы между плоскими жесткими штампами.— Сб. «Расчеты процессов пластического формоизменения металлов». М., Изд-во АН СССР, 1962.

8. Е. М. Третъяков, С. А . Еленев. Анализ процесса пластического сжатия тонких заготовок из упрочняющегося материала.— Машиноведение, 1966, № 1.

9.Е. М. Третьяков, С. А . Еленев. Влияние упрочнения в процессах пла­ стического сжатия тонкой полосы.— Сб. «Пластическое формоизменение металлов». М., «Наука», 1967.

10.Е. М. Третьяков. Влияние дрессировки на механические свойства

листовой стали.— Кузнечно-штамповочное производство. 1962, № 5.

11.Е. J. Paliwoda, I. I. Bessen. Temper Rolling and Its Effect on Stretcher Strain Sensitivity. Flat Rolled Products II: Semi-finisched and Finisched. Metallurgical Society Conferences, Chicago. N. Y., Interscience Publischers, 1960.

E. M. TPETbHEJOB

ЗАВИСИМОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ДРЕССИРОВКИ

Холодная прокатка листовой стали с малыми обжатиями (дрес­ сировка) является заключительным этапом в процессе производ­ ства листовой стали. Величина обжатия при дрессировке обычно лежит в пределах 0,5—3,0%. При дрессировке устраняется пло­ щадка текучести на диаграмме растяжения образцов, вырезанных из листовой стали. Наличие площадки текучести у листовой стали -приводит к образованию полос скольжения на штампованных изде­

29

лиях, чI о часто является неисправимым браком. В процессе дрес­ сировки уменьшаются колебания толщины листа в разных его точ­ ках, устраняется незначительная волнистость и коробоватость, получается окончательное качество поверхности листового металл ла. Дрессировка оказывает весьма существенное влияние на механические свойства листового металла и во многом определяет его штампуемость.

Важность и актуальность вопросов, связанных с исследовани­ ем влияния параметров процесса дрессировки на механические свойства листового металла, вызвали необходимость проведения больших экспериментальных исследований [1—5]. Исследования проводились по неравномерности деформаций и точности дресси­ руемой полосы, по величине и характеру распределения остаточ­ ных напряжений в дрессированном листовом металле, по измене­ нию свойств дрессированного металла во времени (старение) и т. д. Однако до последнего времени экспериментальные исследова­ ния велись без должной теоретической основы, что вызывало из­ лишние затраты средств, труда и времени исследователей. Боль­ шое число параметров, что характерно для процесса дрессировки листового металла, привело к отсутствию ясной картины для ис­ следуемых явлений и даже к противоречиям экспериментальных данных, полученных разными авторами.

В работах [6—11] получены решения двумерных упругоплас­ тических задач о сжатии тонких полос, т. е. решения задач, ха­ рактерных для процесса дрессировки тонколистовых металлов. Решения получены для разных видов диаграмм зависимости интен­ сивностей напряжений at от интенсивности деформаций е,: для упругого идеально пластического материала, для упругого пла­ стически упрочняющегося материала и для упругого пластически упрочняющегося материала, имеющего площадку текучести на диа­ грамме ot = сгг (в;). Указанные решения позволили получить рас­ пределения напряжений и деформаций, а также распределение ос­ таточных напряжений в деформированной тонкой полосе. Теоре­ тические результаты по распределениям а* и е,- и остаточных на­ пряжений в тонкой полосе, полученные с применением методов теории упругости и пластичности, позволяют поставить на науч­ ную основу исследования механических свойств дрессированного» листового металла и влияния на них параметров процесса дрес­ сировки. В свете полученных теоретических результатов рассмот­ рим некоторые стороны проблемы влияния параметров процесса дрессировки на механические свойства листовой стали.

В работах [7—12] получены теоретические распределения ос­ таточных напряжений в деформированных тонких полосах. Характерные эпюры распределения остаточных напряжений в тон­ ких полосах показаны на рис. 1, а и б, где использованы следую­ щие обозначения: Н — толщина полосы, | = у/Н — безразмер­ ная ордината, причем £ = 0 отвечает центральный слой полосы, а £ = 0,5 наружный контактный слой, ц и ц' — величины коэф-

30

Рис. 1. Распределение оста­ точных напряжений 5xofasпо сечениям тонких деформи­ рованных полос для разных значений показателя упроч­ нения п

пластическая область проника­ ла через, все сечение полосы

<ц = 0,5) [9]

фициентов пластического трения, а направление оси х совпадает с направлением прокатки. Ордината %h = 0,25 отвечает границе раздела упругого слоя в центре полосы и пластического у контакт­ ной поверхности. Распределения остаточных напряжений на рис. 1, л и б показаны до оси симметрии полосы.

Остаточные напряжения в прокатанном листовом металле оп­ ределялись экспериментально многими исследователями. Экспе­ риментально полученные эпюры остаточных напряжений приве­ дены, например, в работах [1, 13—19 и др]. Проведенные экспери­ ментальные исследования показывают, что а) в центре дрессирован­ ного листового металла остаточные напряжения растягивающие, а на поверхности — сжимающие, б) сжимающие остаточные на­ пряжения в поверхностных слоях листового металла по абсолют­ ной величине больше растягивающих остаточных напряжений в центре полосы. Эти результаты качественно полностью соответст­

напряжений в прокатанной листовой стали, определенные экспе­ риментально, составляли 75—80% от ее предела текучести [15]. Максимальное значение модуля остаточных напряжений а ж0 получается теоретически при р = 0,5, п = 0, у = + Н/2 и равно

I L . gs 2 ’ У'з

ными результатами.

Для дополнительной экспериментальной проверки количест­ венного соответствия остаточных напряжений в деформированных образцах с рассчитанными теоретически лабораторией пласти-

31

ческих деформаций Института машиноведения было проведено специальное исследование на оптико-механической установке ка­ федры авиационного металловедения МАИ им. С. Орджоникидзе. В работе [13] приведена теоретически рассчитанная эпюра оста­ точных напряжений и экспериментальные значения остаточных напряжений в тонких пластически деформированных образцах. Эксперименты показали хорошее соответствие теоретических и экспериментальных результатов как по характеру распределения, так и по величине остаточт-ых напряжений.

Характер экспериментальных эпюр остаточных напряжений обычно аналогичен эпюрам рис. 1, б, т. е. получающимся при про­ никновении пластической деформации через все сечение деформи­ руемой полосы. Однако получены экспериментально и эпюры распределения остаточных напряжений для случаев, когда в цент­ ре листа имелась упругая область, т. е. вида рис. 1, а. Особенно интересны экспериментальные эпюры распределения остаточных напряжений по толщине дрессированной полосы, полученные в работе [14]. В этой работе получена эпюра остаточных напряже­ ний вида, показанного па рис. 1, а, т. е. полученная для наличия упругого слоя в центре полосы. Там же получена эксперименталь­ но эпюра остаточных напряжений вида, показанного на рис. 4 работы [11], т. е. полученная для наличия идеально пластического слоя в центре полосы и пластического упрочнения в приконтактных слоях. Экспериментальная эпюра четко обнаруживает два" характерных перегиба, отвечающих границам раздела централь­ ного идеально пластического и пластически упрочняющихся сло­ ев. В этой же работе получена экспериментально и эпюра остаточ­ ных напряжений типа рис. 1, б, т. е. отвечающая случаю пласти­ ческого упрочнения всех точек поперечного сечения листового металла. Указанные эпюры остаточных напряжений в работе [14] расположены в порядке возрастания средней величины обжатия при дрессировке, причем расположение этих эпюр остаточных на­ пряжений соответствует величинам обжатий, а также согласует­ ся с величиной площадки текучести или ее отсутствием у дресси­ рованного листового металла.

Большая практическая важность вопроса об остаточных на­ пряжениях в дрессированной листовой стали сказывается как в том, что они существенно влияют на напряженное состояние заго­ товки в процессе штамповки и свойства получаемого изделия, так и в том, что остаточные напряжения оказываются весьма тес­ но связанными со скоростью старения листовой малоуглеродистой стали.

Для листовой штамповки весьма широкое распространение по­ лучили кипящие стали, что объясняется их дешевизной, большой пластичностью и высоким качеством поверхности штампованных деталей. Однако кипящие стали типа 08кп подвержены старению, в результате которого изменяют неблагоприятным образом меха­ нические свойства при старении: появляется площадка текучести,

32