Определение напряжения течения металла по методу Николаева В.А

 

В работе [5] профессор Николаев В.А. представил метод расчета напряжения течения металла в зависимости от химического состава стали, который создан на основе обработки экспериментальной информации. Формула расчета напряжения течения металла для различных марок сталей выглядит следующим образом:

 

 

где , , - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние степени (), скорости () и температуры () деформации;

- базисное значение , принятое условно при постоянных значениях термоме­ханических параметров (при , , ).

 

На основе обобщения информации о напряжении течения различных марок сталей автор выделил семь основных групп (см. табл. 2.2).

 

Таблица 2.2 - Группы сталей для расчета напряжения течения

Группа	Название стали или сплава
I	Углеродистые и инструментальные стали 08кп; 08ю; 20; Ст.3; 45; Ст.6; У8 - У10 и др.
II	Низколегированные и легированные стали 40Х; ШХ15; 15ХСНД; 14ГН; 12ХНЗА и др.
III	20ХНМ; 60ХНГС2М; ЗОХГСА; 18Х2Н4МВА; ХВГ; 60С2 и др.
IV	10ХН; 12X17 и др.
V	20Х5НГ2;15Х5М; 12ХНМФА; 20ХГНМ и др.
VI	18ХГТ; 20ХГНР;45ХН и др.
VII	Высоколегированные стали 4Х13-Д 16Н5М4;Х17Н2;Х18Н9Т; Х18Н12М2Т; Р18 и др.

 

Для каждой группы разработаны поправочные коэффициенты.

При (углеродистые, конструкционные, инструментальные, низколегированные стали):

 

 

При (легированные, высоколегированные стали):

 

 

где - содержание химических элементов, % (кроме серы и фосфора).

Анализ опытных данных показывает, что обобщенный коэффициент увеличивается с уменьшением температуры по зависимости, единой для всех марок сталей, а максимальное отклонение относительно среднего значения не превышает 8%:

 

 

где - температура металла, °С.

 

Различные стали, имеют различную степень упрочнения при изменении относительного обжатия. В меньшей степени наблюдается упрочнение сталей групп III, VI, VII ( при ), а в большей степени - сталей группы IV, ( при ), В связи с этим различны аппроксимирующие зависимости, представленные в табл.2.3.

 

Таблица 2.3 - Формулы для расчета коэффициента

Группа стали		Вид выражения
I,II	0,025-0,1
I,II	>0,1
IV	0,025-0,1
IV	>0,1
III, VI, VII	0,025-0,1
III, VI, VII	>0,1
V	0,025-0,1
V	>0,1

 

Различная интенсивность упрочнения групп сталей имеет место и при увеличении скорости деформации . Изменение функций происходит по параболической или линейной зависимостям, а опытные точки достаточно плотно располагаются относительно усредняющих кривых. Это дает возможность с достаточной для практики точностью использовать полученные зависимости в расчетах. Для удобства расчета коэффициента в табл.2.4 приведены эмпирические формулы, экстраполирующие опытные зависимости.

 

Таблица 2.4 - Формулы для расчета поправочного коэффициента

Пределы изменения	Формула для расчета	Группа стали
0,001-0,4		I,II
0,4-10		I,II
0,001-10		III-VII
≥10		III-V, VII I,II VI