Способ определения степени неоднородности распределения пластической деформации в металлах Советский патент 1992 года по МПК G01N1/32 G01N33/20 

ивается на 40 рабочих рамок - полосок Зрамки 2,5 10 мкм), наложенных на изоражение микроструктуры. В пределах кажой рабочей рамки измеряется протяенность контрастируемых деформацион- 5 ных линий микроструктуры и нормируется на площадь, тем самым в каждой рабочей рамке определяется плотность деформацинных линий

Еи /3j 1р мкм

орамки.Вся анализируемая площадь данного шлифарастет за счет увеличения числа /js сканов, например, до 40 и достигает So6m 410® мм. Таким образом, число измерений/0) под статическую обработку увеличивается до 1600 (40x40). Закон больших чисел позволяет в этом случае бо- 20 лее корректно построить распределение плотности деформационных линий, которое является нормальным, гауссовым.

Строится распределение как количество рабочих рамок (из числа 1600) со значе- 25 нием плотности р , попадающим в интервал ,01 мкм и таким же шагом изменения плотности. Распределение начинается, например, с /Ъ 0.01 мкм и заканчивается значением/Омакс 0,3

На фиг. 1 в графической форме изображена гистограмма распределения плотности деформационных линий для ст. , 60ХЗГ8Н8В, подвергнутой предварительной деформации. Как всякое нормальное 35 распределение, гистограмма описывается средним значением плотности р 1,3221х х10 мкм соответствующим предварительной макродеформации, и дисперсией

(о-а)40

О 2 к. (N-1600) - квадратичной

N

полушириной этого распределения, собственно и характеризующей степень неоднородности микродеформаций по объему 5 образца. На фиг. 1 представлено распределениеплотности дефЬрмационных линий исследуемой стали, подвергнутой предварительно11 деформации Емакро 20%. В результате расчета данной гистограммы 50 получены значения ,3221-10 мкм., D-1.б42110 мкм.

Графики (фиг. 2 и 3) устанавливают взаимность микросвойств исследуемой стали, в частности предела прочности гв и отног 55 сительного удлинения д со степенью неоднородности распределения пластической деформации при фиксированном значении р. Каждая точка на этих графиках соответствует образцу с определенными

макросвойствами (гв или д) и вычисленным значением дисперсии из гистограммы (фиг. 1). Дисперсия растет при падении прочности и росте пластичности.

Таким образом, применение технологии с более равномерной деформацией (например, гидростатическая растяжка в отличие от ковки бойками) улучшает прочностные характеристики сталей, упрочняемых деформацией. При этом пластические свойства таких сталей слабо зависят от степени неоднородности распределения пластической деформации.

В известном способе микроструктурных изменений необходимо иметь фото микрошлифов одного и того же участка до и после ;цеформации. На недеформированной структуре (исследуемая сталь после рекристаллизации) выбираются десять пар периферийно расположенных точек, характерных для изображения микроструктуры (например, тройные стыки границ зерен).

Из каждой точки проводят отрезки, соединяющие Выбранные пары и захватывающие соседние точки как, например, схематично показано на фиг. 4, и измеряются длимы 60-ти отрезков.

После пластической деформации находят те же десять пар точек, затем проводятся замеры измененных длин соответствующих отрезков. Из значений длин до и после деформации получают 60 значений относительных деформаций.

60,

Т,

по которым определяют значения и дисперсии

pi-f (g-gj) ,1 60

Здесь дисперсия имеет тот же физический смысл квадратичного разброса микродеформаций вблизи среднего значения (или степени неоднородности распределения микродеформаций).

Для серии образцов из исследуемой ст. 60ХЗГ8Н8В, деформированных на различную степень Смакро (20, 25. 30, 35, 40%) известным способом микроструктурных изменений, определяют дисперсию, которая для всех значений макрр обнаруживает примерно одно и то же значение D 7-10.Погрешность в определении D по известному способу оценивается величиной

. 76%

D I ,(-«)

в отличие от 25%, оцененных для D по предлагаемому для выбранной базы З.. База (как минимальная площадь для измерений) предлагаемого рпособа гораздо меньше базы известного, у которой как правило, по длине поперечного сечения укладывается 8...10 зерен. Это приводит к тому, что зависимости Гв и 6 от дисперсии D (определенной известным способом) подобные тем, которые изо бражены на фиг. 2 и 3, не выявлены, т. е. разрешающая способность и точность фик сации микродеформаций на уровне зерен, субзеренной структуры вышедля предлагаемого способа. Это является следствием возможности регистрации линий скольжения и двойникования в пределах зеренной и подзеренной структурах.

Уменьшенная база измерений с одновременным расширением анализируемой площади образца, приводящая к статической обработке 1600 измерений вместо 60 (или MOD) измерений по известному сгтособу на той же анализируемой площади, в конечном итоге сказывается на большей корректности и, соответственно, точности i определения D в силу закона больших чисел.

Более высокая точность предлагаемого способа обусловлена еще и тем, что он свободен от таких существенных недостатков

известного способа, как потери точности при измерениях длин на двух микрошлифах (до и после деформирования) и осуществление таких измерений вручную. Отрезки прямых, соединяющие характерные точки микроструктуры, не являются естественными признаками для подсчета анализаторами изображений их протяженностей.

Тем самым улучшается разрешающая способность регистрации распределения микродеформаций по объему металла и повышается точность определения степени неоднородности (дисперсии) распределения пластической деформации. Это является определяющим для поиска новых технологических решений проблемы упрочнения материалов деформацией.

Формула изобретения Способ определения степени неоднородности распределения пластической деформации в металлах, включающий измерение микроструктурных изменений при микродеформациях и вычисление дисперсии, характеризующую степень неоднородности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет улучшения разрешающей способности, измеряют линейную плотность элементов структуры, включающих деформационные линии. I П 0

Фие.З rg-WffJa -- --j , Ч1 4 .-, -I I.9 .......J |111|11Л||«|||1И||И|||1|11|11И|1П1|МИ|1111|1111|1|1 |М11|1|И|1Н||| 11|И1||1И1||1М|111|| 0 7 2 3 ft 5 6 7 8 9 Ю S..-.., la-, t . 30-Ч . ; / : „ |l«l|ll|||Mll|M «|MII|IHI|tlM|MM| ll|l ll|MII|«HI|MII|HMfMM| l«l|llll llll|IIM|llM| lE-03 2 -032f-03 Sf-fOSf-OS f 4f Sf-fS 1714419 Фиг.2ЛЮ1м /

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изучении кор-' реляции механических свойств от степени неоднородности распределения предварительной пластической деформации. Целью изобретения является повышение точности за счет улучшения разрешающей способности. Из деталей после ;^еформации изготовлены микрошлифь!, на которых измеряют после травления линейную плотность зле- ментов структуры, содержащих деформационные линии, например, двойников или полос скольжения. По полученным данным вычисляют дисперсию как-меру степени неоднородности распределения пластической деформации. Применение способа позволяет значительно повысить точность определения. 4 ил.•^ v^feИзобретение относится к металлургии и может быть использовано при изучении корреляции механических свойств от степени неоднородности распределения предварительной пластической.деформации.Целью изобретения является повышение точности за счет улучшения разрешающей способности.:На фиг. 1 представлена гистограмма распределения плотности деформационных линий для ст. 60ХЗГ8Н8В, подвергнутой предварительной деформации; на фиг. 2 - зависимость предела прочности Гв от дисперсии D для ст. 60ХЗГ8Н8В, подвергнутой предварительной деформации при Средней ПЛО1НОСТИ деформац^ионных линий PHU5± 0.15)- 10 ' мкм'^ на фиг. 3 - зависимость относительного удлинения д от дисперсии D для ст. 6ЬХЗГ8Н8В, подвергнутойпредварительной дефо|эмации при средней плотности деформационных линий /9=