CC BY
48
УДК 621.983.3
ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ УПРОЧНЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ СТАЛИ 08Ю
В.В. Ветров, В.М. Лялин, М.М. Мартынов
Проведена серия опытов на одноосное растяжение плоских образцов специальной стали марки 08ю с целью построения кривой упрочнения.
Ключевые слова: сталь 08ю, кривая упрочнения, силовые характеристики, деформационные характеристики, гофрированная оболочка, холодная штамповка, вытяжка с выворачиванием.
Одной из основных задач совершенствования ЛА различных классов является увеличение максимальной дальности полета. Перспективным направлением решения данной проблемы является снижение аэродинамического сопротивления ЛА и его донной составляющей, в частности. Известное конструктивное решение этой задумки [1] предполагало в использовании полетной трансформации кормового обтекателя, в начальном состоянии, в виде тонкостенной глубокопрофильной оболочки (рис. 1).
На пути создания указанного типа устройств стоит проблема разработки предпочтительной технологии изготовления гофрированной оболочки (рис.2) методом холодной листовой штамповки [2].
Изготовление гофрированной оболочки столь сложной геометрии планируется выполнять из сталей для весьма особо сложной вытяжки, такой как сталь 08Ю ГОСТ 9045-93. Основной сложностью при поиске предпочтительного техпроцесса изготовления гофрированной оболочки из данного типа сталей является отсутствие в общедоступных источниках полной информации по кривым упрочнения, необходимым для расчета ключевого процесса формоизменения.
Рис. 1. Концептуальная схема функционирования трансформируемого
в полете кормового обтекателя
182
С целью построение кривой упрочнения, проведена серия опытов на одноосное растяжение плоских образцов согласно ГОСТ 11701-84.
Рис. 2. Базовый вариант гофрированной оболочки
Вырезку заготовок для образцов и изготовление образцов проводили по ГОСТ 1497-84:
Форма, размеры и предельные отклонения по ширине плоских пропорциональных образцов (рис. 3):
ao = 0,8 мм,Ь0 = 12,5 мм, ^ = 80 мм ,! = 85 мм), к = 20 мм, ^ = 15 мм ,г = 40 мм ^ = 20 мм ^ = 195 мм.
оо " к
Рис. 3. Пропорциональные плоские образцы Тип 1 ГОСТ 11701-84
Опыты проводились на разрывной машине Р-5, которая служит для определения механических свойств материалов, а также для испытаний деталей, сборочных единиц и изделий путём повреждения или разрушения. Разрывная машина имеет нагружающее устройство и измерительные приборы.
Такие разрывные машины имеют диаграммный аппарат, записывающий процесс в координатах «нагрузка-деформация», «нагрузка-время», «деформация-время». Запись деформации производится от подвижного за-
г
&
яг га
о»
к с
Ртго
21
"Х
хвата или от тензометра, установленного на образце. Предельное усилие нагружающих устройств разрывной машины для металлов - 5-105 Н (5-104 кгс).
Погрешности показаний приборов для измерения усилия ± 1 %, а погрешность записи на диаграммном аппарате ±2 %.
Результаты серии испытаний на разрыв приведены рис. 4 и в таблице.
Р(н)
300 273 244 204 162
У 3 4,7 6,4 16 А!
Рис. 4. Оцифрованный машинописный график зависимости удлинения
образца от усилия растяжения
Сводная таблица результатов испытаний на разрыв плоских образцов
Марка о8Ю
Начальная ширина (Ьо, мм) 2о,4
Начальная толщина (ао, мм) о,5
Начальная площадь поперечного сечения (^о, мм 2) 1о,2
2 Площадь поперечного сечения после разрыва (, мм ) 7,28
Начальная расчетная длинна (¡о, мм) 42,5
Конечная расчетная длинна (¡к, мм) 58,5
Максимальное усилие Ртах, Н (кгс) зоо
Усилие при пределе текучести Рт, ро 2, Н (кгс) 162,22
Н кгс Временное сопротивление (в, 2 ,( 2 ) мм мм 29,4
Н кгс Предел текучести (т(о,2, 2 ,( 2) ' мм мм 15,9
Н кгс Предел пропорциональности (пц, 2 ,( 2 ) мм мм 11,3
Относительное удлинение 8, % 37,6
По результатам опытов на растяжение получена серия кривых формата «Сила - деформация», которые использованы для построения кривой упрочнения 01 = / (в!) (рис. 5). При расчетах характеристик интенсивности деформации и напряжений течения использовались зависимости [4]
в! = 1П , (1)
10
0! = р, (2)
1к = /0 + А/, (3)
где в! - степень деформации; 0^ - напряжение текучести; А/ - удлиннение образца.
Рис. 5. Кривая упрочнения специальной стали 08ю
Полученная кривая упрочнения используется при расчете силовых и деформационных характеристик ключевого процесса многопереходной вытяжки с выворачиванием гофрированной мембраны.
Список литературы:
1. Артиллерийский снаряд 2009138149/22: пат. на полезную модель №92169. Заявл. 16.10.2009; опубл. 10.03.2010.
2. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М: Высшая школа, 1963. 268 с.
3. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977. 277 с.
4. Кроха В. А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации. М.: Машиностроение, 1968. 131 с.
185
Ветров Вячеслав Васильевич, д-р техн. наук, проф., проф., vetrov@tsu.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лялин Виктор Михайлович, д-р техн. наук, проф., проф., tevel71@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Мартынов Максим Михайлович, асп., Martinov maihk.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE CURVE OF HARDENING OF SPECIAL STEELS 08JU M. V. Lyalin, V. V. Vetrov, M.M. Martynov
A series of experiments on the uniaxial tension of flat samples of special grade steel 08ju to huild a curve of hardening is performed.
Key words: Steel 08ju, the curve of hardening, strength characteristics, deformation characteristics, corrugated sheath, cold stamping, hood with eversion.
Vetrov Vyacheslav Vasilevich, doctor of technical sciences, professor, professor, ve-lrov a i.su. tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Lyalin Viktor Mihajlovich, doctor of technical sciences, professor, professor, tevel 71 a/yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Martynov Maxim Mikhailovich, postgraduate, Martinov mai hk.ru, Russia, Tula, Tula State University
