Выбор метода исследования пластичности

Для облегчения обработки результатов экспериментов желательно, чтобы метод обеспечивал возможность деформирования при постоянной скорости деформации и постоянном показателе напряженного состояния; деформация должна быть, более иди менее однородной, а измерения параметров нагружения – прямыми.

В работе [7] пластичность исследуется методами растяжения, сжатия и кручения. Это позволяет подучить данные о пластичности при величинах K в пределах от -0,3±0,2 до 0,3+0,4, что, как будет показано ниже, соответствует значениям K в точках наиболее вероятного разрушения при объемной штамповке. Путем регулирования скорости деформирова­ния при растяжении и осадке можно поддерживать приблизительно постоянную скорость деформации. Испытания на кручение проходит в условиях постоянной скорости деформации и постоянного гидростатического давления, а влияние неоднородности деформации незначительно, если диаметр образца не менее4 мм.

Оборудование для исследования пластичности, применяемая аппаратура и образцы.

Испытания на растяжение и сжатие проведены на универсальной испытательной машине Р-20 усилием 200 кН, имеющей регулируемую скорость перемещения траверсы в пределах от 0 до 2 мм/с и оснащенной силоизмерителем, а также на эксцентриковом прессе КП7Д с числом ходов 80 в мин. Нагрев образцов вместе с бойками и реверсом осуществляли непосредственно на испытательной машине или прессе в массивном контейнере, обо­греваемом индуктором, а температуру нагрева контролировали термопарой класса ХА с точностью ±5°С.

Для исследования пластичности металлов при кручении созда­на специальная установка, состоящая из ручного гидравлического пресса 4, насосной станции 1, нагревательного блока 3, трансмиссии для передачи вращательного движения от электродвигателя 5, системы питании и терморегулирования 12.

Нагревательный блок(рисунок 29) включает в себя неподвиж­ный 1 и вращающийся 3 захваты, в которые устанавливается испы­туемый образец 2. Образец имеет диаметр рабочей части 8 мм, длину – 15 и 45 мм, диаметр головок – 15 мм, на головках с де­ланы лыски для передачи крутящего момента от захватов. Захваты и образец размещены в контейнере 4, установленном на столе пресса 12. Контейнер закрыт крышкой 10 и обогревается индуктором 11. Двухслойный индуктор изготовлен из медной трубки и имеет 12 витков. На подвижном захвате с помощью шлицевого соединения смонтировано зубчатое колесо 7, вращение которого осуществляется от шестерни. Подвижный захват упирается в верхнюю траверсу пресса 8 через упорный подшипник 9.

Для подъема стола пресса служит насосная станция, которая может создавать давление, регулируемое перепускным клапаном 2. Трансмиссия состоит из клиноременной передачи 6, передающей вращение от электродвигателя 5 на маховик 7 и через муфту с поворотной шпонкой 8, две коробки передач 9 и 10 и зубчатую пару - на подвижный захват. Трансмиссия обеспечивает регулирование угловой скорости подвижного захвата в пределах 0.3 – 18.3 с^-1.

После установки образца в неподвижный захват и подвижного захвата в образец контейнер уплотняется с помощью крышки 10, винтов 6 и уплотнения 5 и нагревается. Стол пресса поднимается до упора подвижного захвата в зубчатое ко­лесо, и включается муфта трансмиссии. После испытания стол пресса опускается, и из контейнера вынимают подвижный захват и части разрушенного образца.

Для измерения крутящего момента между подвижным захватом и зубчатым колесом устанавливается чувствительный элемент в виде трубки, на которую наклеены тензодатчики сопротивления, соединенные через усилитель с осциллографом HО54.I. Тензодатчикитарированы с помощью динамометрического ключа.

Установка позволяет также проводить испытания на кручение под гидростатическим давлением.

Рисунок 29. Нагревательный блок для испытания на кручение

Рисунок 30. Установка для испытания на кручение

Исследуемые материалы

Исследования пластичности проводились нажаропрочных легированных силуминов АЛ25 (АК12М2МгН, ГОСТ 2685-75) и КС-740 (ТУ 48-26-35-75), применяемых для поршней двигателей внутреннего сгорания.

Таблица 3. Химический состав поршневых алюминиевых сплавов (%).