Теплообразование и сопротивление деформированию конструкционной стали

Abstract

Целью настоящей статьи является установление зависимости между теплообразованием и сопротивлением деформированию конструкционной стали. На основании приведенных данных допустили, что при упругопластическом деформировании конструкционной стали теплообразование и повышение температуры поверхности изделия являются результатом физико-химического взаимодействия дислокаций и атомов примесей в полосах скольжения. Взаимозависимость теплообразования и упругопластического деформирования экспериментально подтверждена в серии экспериментов по растяжению пластин из низкоуглеродистой стали. В процессе деформирования интенсивность и скорость деформаций – основные факторы, определяющие локальный разогрев материала в очаге предразрушения, а температура напрямую влияет на скорость протекания диффузионных процессов и изменение физико-механических характеристик материала в зоне предразрушения. Согласно проведенным экспериментам, для низкоуглеродистой стали ВСт3сп при квазистатическом растяжении средняя температура разогрева зоны предразрушения составляет примерно 20–90 °С. Приведены данные процесса деформации стальных пластин, свидетельствующие о том, что упругопластическое деформирование сопровождается деформационным теплообразованием, а зарождение трещины является термомеханическим процессом. Теплота образуется в полосах сдвига, направление которых соответствует наибольшим сдвигающим напряжениям. Температура поверхности в зоне зарождения трещины достигала в стадии долома 88 °С. С использованием понятия «поверхностная энергия» и формулы Лапласа выведена формула Давиденкова – Спиридоновой, определяющая сопротивление деформированию растянутого круглого стального стержня в стадии образования шейки, показана ее зависимость от деформационного теплообразования.