Способ определения пластической анизотропии сплавов ГП-металлов Советский патент 1991 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения пластической анизотропии сплавов ГП-металлов.

Целью изобретения является повышение точности.

Способ осуществляется следующим образом.

Из листа исследуемого материала вырезают образцы для одноосного нагружения в направлении прокатки, в поперечном направлении и под углом зг/А радиан к на- правлению прокатки. Нагружают вырезанные образцы растягивающим усилием и регистрируют пределы текучести материала для этих образцов. Определяют распределение базисных плоскостей кристаллитов (например, с помощью рентген- текстурдифрактометра), модуль сдвига G и коэффициент Пуассона ,и исследуемого сплава, а пластическую анизотропию характеризуют с помощью условия текучести

Rjki ojj oki о|,

где компоненты тензора напряжений;

аэ эквивалентное напряжение текучести;

Fijki - параметры пластической анизотропии, которые определяют из соотношений

Fijk, Aljmn(T)

О

чО 00

о

00

О.)

fjj,-

-Гт01 тп (Amnpq(l) +

+ 2GC7-5 l|Dmn Apclk

-т

где Aijmn(l)- тензор пластичности кристаллита, ориентированного в направлении I;

д Ј - допуск на пластическую деформацию;

Dijki - единичный девиатор 4-го ранга;

,4 X|jkl / Р 0001 (I) Xljkl (I) d (О ,

К

-

Pfoooiji - плотность распределения по ориентациям базисных плоскостей кристаллитов сплава; элемент телесного угла ориентационного пространства Q в направлении Т; - знак тензорного обращения:

XljklXklmn Dijmn; Fun 1/cfr F2222 1 /оЈ; F3333 I + F1212 402 Л/А ;

а0 , ал/2 ,ая/4 - пределы текучести исследуемого сплава в направлении прокатки, поперечном направлении и под углом лУ4 к направлению прокатки соответственно.

Определение модуля сдвига, коэффициента Пуассона исследуемого сплава и параметров пластической анизотропии с помощью приведенных соотношений позволяет учесть упругое взаимодействие кристаллитов в справе, что повышает точность способа.

Расчетные соотношения получены на основе рассмотрения исследуемого сплава как совокупности кристаллитов, напряженное состояние в каждом из которых при нагружении сплава находится из решения задачи упругого взаимодействия, рассматриваемого как сферическое включение кристаллита с однородным континуумом, . обладающем свойствами сплава. При этом принималось, что упругой анизотропией исследуемых сплавов можно пренебречь и для определения пластической анизотропии по данному способу достаточно использовать только две упругих константы - модуль сдвига и коэффициент Пуассона,

Приведенные соотношения представляют собой систему нелинейных уравнений, в которой из-за трансверсальности свойств ГП-кристаллографической решетки только три являются независимыми. Подстановка в систему трех экспериментальных значений пределов текучести и упругих констант позволяет определить значения компонент тензора Aijki пластичности кристаллита, по которым можно восстановить полную систему параметров Fjjki пластической анизотропии сплава.

Пример осуществления способа. Определяли пластическую анизотропию прокатанных листов сплава на основе циркония, Пределы текучести и упругие константы данного сплава при Т 293 К равны оь 240МПа, сгя/2 320 МПа, сгл/4 303 МПа, G 3,4 104 МПа, ц 0,33. По данным

механическим характеристикам и найденному с помощью рентгентекстурдифракто- метра ДАРТ-4М1 распределению базисных плоскостей кристаллитов из расчетных соотношений находили компоненты тензора

Aijmn пластичности кристаллита. Значения независимых компонент тензора Fijki исследуемого сплава равны Fun 1, 479; F2222 0,849; Рзззз 0,672; F4444 2,14; F5555 2,20; F6666 2,24.

Формула изобретения

Способ определения пластической анизотропии сплавов ГП-металлов, по которому из листа материала вырезают образцы в направлении прокатки, в поперечном направлении и под углом л/А радиан к направлению прокатки, нагружают их растягивающим усилием, регистрируют пределы текучести для этих образцов и распределение базисных плоскостей кристаллитов исследуемого сплава по ориентациям, по полученным данным определяют параметры Fijki пластической анизотропии в условии текучести, которое имеет

вид Fijki Ojj Oki о|, где ij.k.l 1,2,3, а ц - компоненты тензора напряжений, аэ - эквивалентное напряжение текучести, и по параметрам Fijki определяют пластическую анизотропию исследуемого сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности, дополнительно определяют модуль сдвига G и коэффициент Пуассона ju. исследуемого сплава, а параметры Fijki пластической анизотропии определяют из соотношения

v Ajjmn (I) +

15(1 -/)оь 2G(7 -bft)dEt

X

50X Pijmn) Amnpq (Г) +

, . 15(1 /г) OaDmnpqf. fo

+ 26(7-5/0 бег Apqkl

55 где AijmnO) - тензор пластичности кристаллита, ориентированного в направлении Т; д е - допуск на пластическую деформацию. Dijki- единичный,. девиатор 4-го ранга; Xijk(7 / (i)Xijki(l)cl ft); - плотность

Fl111 1/0o, F2222 1/cЈ, F3333+F12121

распределения по ориентациям базисныхл.

плоскостей кристаллитов сплава; d ш- эле-r44v : °° %. ° пРеДелы текучести иссмент телесного угла ориентационного про-ледуемого сплава в направлении прокатки,

странства И в направлении - знак5 поперечном направлении и под углом л/4

тензорного обращения: xTjkiXk,mn - D,jmn;K направлению прокатки.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения пластической анизотропии сплавов ГП-металлов. Цель изобретения - повышение точности определения. Из листа исследуемого материала вырезают образцы для одноосного нагружения в направлении прокатки, в поперечном направлении и под углом я/4 радиан к направлению прокатки. Нагружают образцы растяжением и определяют соответствующие пределы- текучести °b,GtnzM Cbjf(4 для этих трех образцов, распределение базисных плоскостей кристаллитов (например, с помощью рентген- текстурдифрактометра), модуль сдвига G и коэффициент Пуассона ц . Пластическую анизотропию характеризуют с помощью условия текучести Fijki в 0kt - оь2, где i,j, k,l 1, 2, 3; а - компоненты тензора напряжений, Тз - эквивалентное напряжение текучести, Fijki параметры пластической анизотропии, которые определяют из соотношений, отражающих свойства совокупности совместно деформируемых кристаллитов. (Л С