Анализ полученных результатов испытаний на растяжение

 

Результаты проведения испытаний на растяжение, расчеты и графические зависимости представлены в таблицах 1 - 4 и на рисунках 5 – 8.

 

Таблица 1 Геометрические параметры образцов

при испытаниях проволоки на растяжение

 

Материал	, мм	, мм	, мм2	, Н	, мм	, Мм	, мм2	, мм	, мм2
Наносталь 20		1,96	3,015		101,9	1,5	1,177	1,944	1,526
Наносталь		1,96	3,015		101,3	1,8	1,413	1,95	1,53

 

Таблица 2 Основные механические характеристики материалов

при испытаниях проволоки на растяжение

 

Материал	, %	, %	, ГПа	, МПа	, МПа	, МПа
Наносталь 20	1,9	41,43	359,98	823,27	300,16	1520,03
Наносталь 45	1,3	14,79	258,37	1062,28	331,49	1666,58

 

Таблица 3 Результаты обработки диаграммы растяжения наностали 20

 

Обозначение точки на диаграмме	Сила растяжения	Удлинение образца	, х10-3	, х10-3	, МПа	, МПа	, х10-3
мм, на диаграмме	, Н	мм, на диаграмме	, мм
Т (физический предел текучести	47,5	2447,6	-				811,6	811,6
		3091,7		0,37	3,7	3,68	1025,2		3,69
		3710,0		0,50	5,04	5,02	1230,2	1236,4	5,0
		4122,2		0,67	6,89	6,85	1366,9	1376,3	6,87
		4276,8		0,87	8,74	8,67	1418,2	1430,6	8,7
		4431,4		1,07	10,7	1,06		1485,2	1,07
		4534,5		1,31	13,1	1,29	1503,6	1523,3	1,3
	88,5	4560,2		1,56	15,6	1,54	1512,1	1535,8	1,55
В (в конце равномерного удлинения)			-	1,65	16,5	1,63	1520,7	1545,8	1,64
К (момент разрыва)		4122,2	-	1,9		414,3		2053,8	0,53

 

Таблица 4 Результаты обработки диаграммы растяжения наностали 45

 

Обозначение точки на диаграмме	Сила растяжения	Удлинение образца	, х10-3	, х10-3	, МПа	, МПа	, х10-3
мм, на диаграмме	, Н	мм, на диаграмме	, мм
Т (физический предел текучести		3232,5					1071,9	1071,9
	70,5	3617,3	13,5	0,12	1,24	1,24	1199,5	1201,0	0,0012
	78,5	4027,8		0,17	1,75	1,75	1335,6	1338,0	0,0018
		4412,6		0,27	2,67	2,66	1463,2	1467,1	0,0027
	90,5	4663,5		0,38	3,78	3,78	1539,8	1545,6	0,0038
		4771,7		0,48	4,79	4,77	1582,3	1589,9	0,0048
		4874,4	65,5	0,6	6,04	6,00	1616,3	1626,1	0,0060
		49,25,7	76,5	0,7	7,05	7,0	1633,4	1644,9	0,0070
В (в конце равномерного удлинения)	-		-	1,03	10,1	10,1	1650,4	1667,4	0,0102
К (момент разрыва)	95,5		-	1,3			1624,8	1849,5	0,1703

 

 

Рисунок 5 - Диаграмма условных напряжений

Рисунок 6 - Кривая упрочнения первого рода

 

 

Рисунок 7 - Кривая упрочнения второго рода

Рисунок 8 - Диаграмма деформирования

 

ВЫВОДЫ

Проведенные испытания на растяжение проволок из наноструктрных сталей 20 и 45 позволяют сделать следующие выводы:

1. Предел текучести и временное сопротивление проволок из указанных марок сталей различаются незначительно (см. таблицу 2).

2. Пластические свойства (ресурс пластичности) для наноструктурной стали 45 полностью исчерпан, что иллюстрируется характером кривых упрочнения первого и второго рода и данными таблицы 2. При разрушении образца практически отсутствует область сосредоточенного удлинения (шейка) (см. рисунок 4).

3. Для наноструктурной стали 20 выявлено сохранение некоторого запаса пластичности, что подтверждается соответствующими кривыми упрочнения, численными значениями относительного удлинения и сужения (см. таблицу 2) и характером области сосредоточенного удлинения (см. рисунок 3).

4. Механические свойства проволок соответствуют данным и подтверждаются результатами проведенного металлографического анализа. Получаемая в процессе волочения структура обладает низким уровнем пластических свойств, при достаточно высокой механической прочности, что подтверждается данными измерения микротвердости.

5. Для реализации дальнейшего маршрута волочения наноструктурированой проволоки при достижении суммарной степени деформации 85 - 90% необходима термическая обработка для восстановления ресурса пластичности.