Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований 10
1.1. Современные технологии и оборудование для раскроя сортового проката и слитков в цветной металлургии 10
1.2. Основной технологический процесс, конструкция и преимущества клиновых ножниц 16
1.2.1. Основной технологический процесс 17
1.2.2. Отличительные признаки, устройство, назначение и область применения клиновых ножниц 20
1.3. Современное состояние теории клиновых ножниц 27
1.3.1. Методы интегрального энергосилового анализа 29
1.3.2. Методологические особенности теории клиновых ножниц 31
1.3.3. Взаимосвязь обобщенных характеристик теории клиновых ножниц с механическими свойствами материала разрезаемых прутков 44
1.3.4. Оптимизация геометрической формы инструмента клиновых ножниц 49
1.4. Цель и задачи исследования 51
Методы и методики исследований 53
2.1. Этапы теоретического анализа процесса резки прутков новым инструментом 53
2.2. Методика теоретико-экспериментальной оптимизации геометрических параметров 2у, 2yi и ЛИ; нового инструмента 55
2.3. Методика исследований обобщенных механических свойств материалов 58
2.4. Методы экспериментального изучения обобщенных механических свойств материалов 59
3. Обойденная математическая модель технологического процесса резки прутков на клиновых ножницах инструментом с двойной клиновой заточкой 62
3.1. Выбор рациональной формы лезвия инструмента клиновых ножниц 62
3.2. Обобщенная математическая модель процесса резки прутков инструментом с двойной клиновой заточкой 70
3.3. Системы координат 71
3.4. Фазы процесса резки 75
3.5. Кинематика процесса резки 76
3.6. Геометрические искажения формы на торцах заготовок 81
3.7. Расчет площади контакта инструмента с разрезаемым прутком 82
3.8. Расчет площади неразделенной части сечения заготовки 86
3.9. Расчет технологических сил 87
3.10. Расчет моментов 93
3.11. Расчет границ фаз процесса 96
3.12 Условие захвата 97
3.13. Взаимосвязь результатов экспериментальных измерений с результатами теоретических расчетов 100
3.14. Момент сил трения в механизме зажима 102
3.15. Результаты исследований по разработанной обобщенной модели 105
Выводы по разделу 3 119
4. Исследование обобщенных механических свойств материалов 121
4.1. Обобщенные диаграммы деформирования, полученные при холодной пластическойдеформации 122
4.2. Влияние температуры деформирования на обобщенные диаграммы деформирования 125
4.3. Влияние термической обработки
на обобщенные диаграммы деформирования 129
4.4. Влияние скорости деформирования и
скорости деформации на обобщенные
диаграммы деформирования стали 20X13 133
4.5. Анализ обобщенных диаграмм деформирования 135
Выводы по разделу 4 137
5. Практическое использование полученных результатов 139
5.1. Пример инженерного решения технологических задач 139
5.2. Оптимизация геометрической формы лезвия инструмента 144
5.3. Разработка устройства механизма зажима крупногабаритных крупносортных
прутков и слитков 145
Общие выводы 149
Список использованных источников
- Современное состояние теории клиновых ножниц
- Методика теоретико-экспериментальной оптимизации геометрических параметров 2у, 2yi и ЛИ; нового инструмента
- Обобщенная математическая модель процесса резки прутков инструментом с двойной клиновой заточкой
- Влияние температуры деформирования на обобщенные диаграммы деформирования
Введение к работе
В настоящее время на клиновых ножницах используется инструмент, имеющий форму клина с углом заточки лезвия 2^=20...30 . Как показали эксперименты по раскрою слитков цветных металлов 080...200 мм, лезвие инструмента с 2у=20...30 имеет недостаточно высокую прочность и стойкость. Это связано с тем, что в момент входа одного ножа в канавку, выдавленную в разрезаемом материале вторым ножом, из-за зазоров и погрешностей изготовления деталей в системе СПИД могут возникать несимметричные боковые нагрузки. Наиболее тяжелые нагрузки действуют на лезвие в окрестности режущих кромок ножей. В результате может происходить выкрашивание режущих кромок лезвия инструмента. Кроме того, недостатком тонкого остроугольного лезвия является возможность локального перегрева инструмента в окрестности режущей кромки. Этот перегрев возникает в результате трения инструмента и прутка и наиболее интенсивен до момента начала вращения прутка относительно своей оси.
Для устранения этих нежелательных явлений в работах НПО ЭНИКМАШ предложена новая конструкция более прочного и стойкого инструмента, лезвие которого имеет не одну, а две ступени клиновой заточки. В связи с этим возникает необходимость развития теории процесса резки клиновыми ножницами, поскольку в настоящее время ее основы созданы лишь для инструмента с одноступенчатой клиновой заточкой.
Актуальность развития этой теории обусловлена высокой сложностью и трудоемкостью проведения многофакторных экспериментов в условиях реального технологического процесса резки. Обобщенная математическая модель технологического процесса резки клиновых ножниц позволит выявить основные закономерности процесса резки и определить пути оптимизации геометрии инструмента и возможности управления технологическими силами за цикл резки.
Опыт ранее полученных теоретических решений в рассматриваемой многофакторной задаче, а также в сложных задачах современной теории ОМД, показал высокую эффективность методов теории сложных функций многих переменных и методов теории подобия и размерностей. Поэтому развитие теории клиновых ножниц в этом контексте также является актуальной задачей.
При разработке конструкции клиновых ножниц возникла проблема зажима и точного позиционирования крупносортных прутков длиной до 6 м. Ни один из известных механизмов зажима не удовлетворял жестким требованиям клиновых ножниц. Создание такого механизма для зажима и точного позиционирования прутков и слитков диаметром 80.. .200 мм позволило решить эту проблему.
Данная работа проведена в рамках программы КНЦМ-20-800/93 "Создание и постановка на производство гаммы автоматического оборудования на базе клиновых ножниц для замены дисковых пил на заводах цветной металлургии на операции раскроя слитков и проката диаметром от 20 до 800 мм в холодном состоянии", разработан-
8 ной и реализуемой АОЗТ Инновационная научно-производственная фирма "Клиновые ножницы" при поддержке предприятий прессового передела цветной металлургии, куз-нечно-прессового машиностроения и малого частного бизнеса.
Целью работы является повышение эффективности процесса резки крупносортных слитков цветных металлов 080...200 мм в холодном состоянии путем повышения стойкости режущего инструмента и рационального изменения технологических сил за цикл резки на основе обобщенного моделирования процесса.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
Определить рациональные геометрические параметры инструмента, лезвие которого имеет две ступени клиновой заточки.
Разработать математическую модель процесса резки прутков, учитывающую обобщенные параметры инструмента с двухступенчатой клиновой заточкой лезвия и представления об обобщенных механических свойствах материала разрезаемого прутка.
Определить закономерности процесса резки и возможности повышения показателей эффективности процесса резки крупносортных слитков клиновыми ножницами путем увеличения стойкости лезвия инструмента и снижения величины технологических усилий и энергозатрат.
Исследовать возможности обобщенного представления диаграмм деформирования при одноосном растяжении материала и их применения в технологических расчетах.
При решении поставленных задач применялись методы теории сложных функций многих переменных, методы теории подобия и размерностей и методы математической статистики. Решение сложных многофакторных задач произведено аналитическими и численными методами современного математического анализа. В экспериментальных исследованиях применялись современные методики и аппаратура.
Автор защищает:
Результаты исследований по оптимизации параметров рациональной геометрической формы нового инструмента клиновых ножниц, в которых эти параметры определены следующим образом: 2у=Ю, 2у/=60 и Ah\ < 0.15.
Обобщенную математическую модель процесса резки прутков инструментом с двойной клиновой заточкой лезвия с учетом потерь на трение в разработанном механизме зажима, отличающуюся тем, что лезвие инструмента имеет две ступени клиновой заточки.
Результаты исследования обобщенных прочностных и упругопластических свойств материалов при одноосном деформировании.
Способ выполнения технологических расчетов сил резки с использованием эквивалентной пластической постоянной кэ материала заготовки.
9 Научная новизна работы.
Разработана обобщенная математическая модель процесса резки прутков инструментом с более сложной формой лезвия, учитывающая параметры лезвия инструмента и обобщенные механические свойства материала разрезаемого прутка.
Определены и исследованы обобщенные закономерности процесса резки прутков клиновыми ножницами и возможности повышения эффективности клиновых ножниц путем увеличения стойкости лезвия инструмента и рационального изменения технологических сил за цикл резки.
Исследованы обобщенные механические свойства группы различных сталей и цветных металлов при одноосном растяжении.
Практическая значимость включает: определение рациональных параметров геометрической формы режущего инструмента клиновых ножниц с двумя ступенями клиновой заточки лезвия, что позволяет повысить стойкость инструмента и снизить технологическое силы резки; математическую модель процесса резки прутков и слитков на клиновых ножницах инструментом с двухступенчатой клиновой заточкой, позволяющую рассчитывать технологические усилия процесса резки; разработку конструкции механизма зажима крупносортных прутков и слитков, защищенного патентом РФ и позволяющего точно позиционировать прутки и слитки, разрезаемые на клиновых ножницах; исследование диаграмм деформирования материалов в обобщенном виде, позволяющем в несколько раз снизить погрешности их моделирования в удобных для расчета линейных функциях.
Достоверность результатов подтверждается экспериментальными и опытными исследованиями, подтвердившими правомерность результатов исследований, внедрением результатов в производство, использованием современных приборов и методов обработки результатов.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на Всероссийской школе-семинаре "Современные проблемы механики и прикладной математики" (Воронеж, 2000), Всероссийской ЭНТК " Аэродинамика, механика и аэрокосмические технологии" (Воронеж, 2001), на ежегодных ОНК ВГТА.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, получен в патент РФ.
Личный вклад автора в работе /1/ - сопоставление основных параметров автоматических линий на базе клиновых и сортовых ножниц; /4/ - исследование свойств обобщенных диаграмм деформирования; /6/ - моделирование сил трения на режущем инструменте клиновых ножниц; /8/ - расчет параметров технологического процесса резки прутков на клиновых ножницах; /10/ - построение диаграмм деформирования алюминиевой микропроволки в безразмерном виде; /11/ - разработка механизма зажима крупносортных прутков и слитков на клиновых ножницах.
Современное состояние теории клиновых ножниц
Замена дисковых пил оборудованием на базе клиновых ножниц весьма выгодна металлургическим заводам и экономически, и экологически, и как средство улучшения социальных условий и производительности труда резчиков металла.
Сортовые ножницы для горячей резки появились за рубежом около 20 лет назад. По опубликованным данным сортовые ножницы для горячей резки являются дорогостоящим оборудованием, рентабельная эксплуатация которого возможна только в крупномасштабных производствах, в которых резка и прессование (или штамповка) производятся с одного нагрева [9,24,87]. На производстве такие ножницы применяются довольно редко для раскроя мягких алюминиевых сплавов и некоторых марок стали.
Перед сортовыми ножницами для горячей резки клиновые ножницы имеют следующие преимущества [9,24,87]: 1. Раскрой слитков и проката производится в холодном состоянии, а не при ковочных температурах. 2. Могут раскраиваться большинство цветных сплавов. 3. Производительность автоматических линий на базе клиновых ножниц многократно выше и они могут обслуживать не одну, а 3...5 высокопроизводительны к прессовых линий. 4. Не требуется значительных капитальных затрат, так как не требуется увеличение размеров существующих прессовых цехов. 5. Режущий инструмент у клиновых ножниц не узкоспециальный и дорогой, а универсальный и сравнительно дешевый. 6. Сохраняется традиционная технология прессового передела. 7. Отсутствуют несимметричные искажения на торцах заготовок. 8. Номинальное усилие клиновых ножниц в 5...7 раз меньше. 9. Снижаются затраты энергии на нагрев заготовок. 10. Не требуется пилы для предварительной подрезки торцов 5...6 - метровых слитков. 11. Не снижается годовая производительность прессовых линий.
Себестоимость клиновых ножниц в несколько раз ниже мировых цен сортовых ножниц для горячей резки. Клиновые ножницы многократно более производительны и экономически значительно выгоднее.
Технологический процесс резки прутков на клиновых ножницах зависит от многих факторов. Для решения сложных технологических задач, связанных с оптимизацией параметров процессов ОМД, минимизацией энергозатрат и технологических усилий, управлением качеством изделий, процессами концентрации напряжений и разрушения материала на раскройных операциях и т.д. интенсивно развиваются методы точного анализа с учетом большого числа факторов.
Современная теория процессов ОМД обеспечивает решение технологических задач производства. Однако, существующие теоретические модели еще не полны. "Уравнения для анализа пластических деформаций еще не полностью учитывают влияние всех факторов. Предложенные математические модели в большей или меньшей степени страдают одним недостатком: не могут объяснить все наблюдаемые явления" [97].
Теории и методы анализа процессов ОМД сегодня развиваются по разным направлениям, в которых различные подходы применяются при рассмот рении одних и тех же вопросов. В теоретическом фундаменте современных методов анализа имеются трудности, сдерживающие их развитие. В этой связи ведущие авторитеты, например Е.П Унксов и А.Г. Овчинников, подчеркивают: "для решения разнообразных и сложных технологических задач ковки и штамповки необходимо выработать свое собственное понимание этих методов, соответствие и допустимость математических моделей процессов пластического деформирования металлов и только после этого использовать для анализа конкретных технологических операций" [97].
Современные методы и теории анализа процессов ОМД развиваются на основе двух общих подходов - дифференциальном и интегральном. Дифференциальными методами анализируется напряженно-деформированное состояние материала заготовки. Интегральными методами анализируются сложные явления энергосилового взаимодействия на поверхности контакта инструмента с деформируемым телом, которые рассматриваются как макротела.
В интегральных методах силовые характеристики процессов деформирования, входящие в состав уравнений равновесия, выражаются в форме определенных интегралов от полей контактных напряжений на поверхности контакта инструментов с деформируемым телом. На современном этапе развития математики и вычислительной техники интегральные методы дают возможность удовлетворительного решения более широкого класса упругопластических задач, чем дифференциальные. Однако интегральные методы не позволяют установить напряженно-деформированное состояние в объеме деформируемого тела. Поэтому применение интегральных методов целесообразно в тех случаях, когда удовлетворительное решение упругопластической задачи не может быть получено дифференциальными методами.
Технологический процесс резки прутков на клиновых ножницах сложился лишь около 20 лет назад. Этот технологический процесс математически моделируется весьма сложной нестационарной неоднородной объемной упругопластической задачей. Корректный анализ напряженно-деформированного состояния разрезаемого материала и материала клинообразного инструмента в этой задаче из-за математических сложностей сегодня еще не представляется возможным. Поэтому в данной работе анализ механики процесса резки осуществлен методами интегрального энергосилового анализа.
Методика теоретико-экспериментальной оптимизации геометрических параметров 2у, 2yi и ЛИ; нового инструмента
Ранее в работах [24 и 87] была предложена и экспериментально подтверждена на полномасштабном макете крупносортных клиновых ножниц модели ИМ-112 эффективность и перспективность повышения прочности и стойкости режущей кромки инструмента путем введения двух ступеней клиновой заточки лезвия.
Теоретическое исследование закономерностей процесса резки прутков таким инструментом в данной работе проведены современными методами численного математического моделирования сложных многофакторных процессов.
Математическое моделирование процесса резки новым инструментом произведено на уровне введенных в работе [40], так называемых, безразмерных математически ортогональных относительных обобщенных компонентов, определенных в структуре традиционных кинематических, геометрических и энергосиловых характеристик процесса резки преобразованиями (1.17)- (1.27).
Теоретическое исследование закономерностей взаимосвязанного изменения кинематических, геометрических и энергосиловых характеристик про цесса резки произведено методами современной теории сложных функций многих переменных по следующим этапам анализа:
1. Определены рациональные системы координат, в которых на каждой ступени клиновой заточки лезвия определена взаимосвязь между полями контактных напряжений и интегральными технологическими характеристиками процесса резки.
2. Определена в обобщенном виде взаимосвязь интегральных кинематических характеристик процесса резки с полями скоростей контактного скольжения разделяемого материала по поверхности контакта на обеих ступенях клиновой заточки лезвия. Взаимосвязь названных интегральных и дифференциальных характеристик процесса резки математически определена в виде сложных многофакторных функций, зависящих от двух аргументов (обобщенная глубина внедрения h и угол захвата р2) и пяти параметров а}, 2у, 2yh Afy и/с. В этом методологическом подходе угол захвата временно рассматривается как независимый аргумент, величина которого далее будет определена как сложная многофакторная функция, являющаяся корнем, так называемого, уравнения захвата.
3. Определены закономерности взаимосвязанного изменения традиционных размерных и обобщенных безразмерных площадей пластического контакта ма териала разрезаемого прутка с инструментом и площади неразделенной части сечения в сердцевине разрезаемого прутка в виде сложных функций, зависящих от двух названных в п. 2 аргументов: h , (р2, и пяти параметров: aj, 2у, 2y]t Ahx и
4. Определены закономерности взаимосвязанного изменения традиционных размерных и обобщенных безразмерных энергосиловых характеристик процес-са резки в виде сложных функций, зависящих от двух аргументов: h , р2, и шести параметров: ah 2у, 2уь К ,/с и тпс.
5. Сформулировано трансцендентное интегральное уравнение равновесия осевых моментов (условие захвата), корень которого определяет закономерно мерности изменения угла захвата р2 в виде сложной трансцендентной многофакторной функции (которая содержится как в подынтегральных выражениях, так и в пределах интегрирования), зависящей от обобщенной глубины внедре ния h и пяти параметров: ab 2у, 2yj, Ah}, и/с.
6. Разработаны алгоритм и программа (на Фортране) расчета на компьютере многофакторных закономерностей взаимосвязанного изменения обобщенных кинематических, геометрических и энергосиловых характеристик процесса рез ки прутков новым инструментом с более сложной геометрической формой лез вия. Расчеты выполнены современными численными методами решения систем сложных многофакторных трансцендентных уравнений. В качестве основных численных методов применялись: - метод хорд, метод половинного деления и метод Зейделя; - методы численного интегрирования, интерполирования и экстраполирования сложных трансцендентных искомых функций многих переменных (3.100) -(3.109), которые вводят в уравнение равновесия (3.90) как подынтегральные выражения, так и в пределы двойных интегралов.
Расчеты закономерностей взаимосвязанного изменения названных обобщенных безразмерных характеристик процесса резки проведены с точностью до 10"5. 7. Определены критерии оптимизации в первом приближении параметров: 2у, 2у\ и AhY клиновой заточки лезвия нового инструмента. 8. По данным ранее проведенных исследований определена величина средне интегрального коэффициента трения необходимая для проведения расчетов обобщенных характеристик процесса резки прутков новым инструментом.
Обобщенная математическая модель процесса резки прутков инструментом с двойной клиновой заточкой
Исследования произведены в рамках рассмотренной в п. 1.3.2 методики нетрадиционного обобщенного анализа, развитой в данной главе на основе методики, разработанной в работе [40] и показавшей высокую эффективность при анализе процесса резки прутков на клиновых ножницах инструментом с одноступенчатой клиновой заточкой режущего лезвия.
Математическая модель основного технологического процесса резки на клиновых ножницах в данной работе аналогична математической модели резки инструментом с одноступенчатой клиновой заточкой по следующим признакам (рис. 1.1 и 1.2): 1. Два инструмента расположены центральносимметрично относительно оси вращения разрезаемого прутка. 2. Инструменты рассматриваются как абсолютно твердые тела. 3. Режущие кромки обоих инструментов расположены в одной плоскости под углом а} по отношению к направлению их тангенциальной подачи. 4. Ось цилиндрического разрезаемого материала совпадает с осью его вращения и ориентирована перпендикулярно к плоскости симметрии ножей. 5. Разрезаемый цилиндрический материал свободно поворачивается вокруг своей оси под действием внедряющихся в него ножей. 6. Поля контактных напряжений на обоих режущих инструментах обладают центральной симметрией относительно оси разрезаемого прутка.
Обобщенная математическая модель представлена в безразмерном виде: 1. Исходный радиус прутка перед разрезкой принят в качестве условной единицы меры длины. 2. Модуль среднеинтегрального напряжения контактного давления принят в качестве условной единицы напряжения.
Математическая сложность и весь ход решения задач механики весьма сильно зависят от правильности выбора рациональной системы координат [26]. В рассматриваемой математической модели наиболее простой вид взаимосвязей характеристик в основном технологическом процессе резки прутков инструментом с двойной клиновой заточкой достигается в следующей совокупности взаимосвязанных систем координат (рис. 3.8): 1. Правая ортогональная система OXjX2X3; 2. Правая ортогональная система OY]Y2Y3, в которой плоскость OYiY2 параллельна боковой грани основной части лезвия инструмента с углом 2у; 3. Правая ортогональная система OY iY 2Y 3, в которой плоскость OY jY 2 параллельна боковой грани дополнительной клиновой заточки с углом 2у7; 4. Полярная ось Отгщ 5. Ось Ojz. Система ОХ1Х2Х3 целесообразна при рассмотрении интегральных сил и моментов в системе СПИД. Эта система координат ориентирована следующим образом: - плоскость ОХ]Хз совпадает с плоскостью симметрии инструмента; - ось ОХ2 параллельна оси От разрезаемого прутка; - оси ОХ] и ОХз касаются прутка по исходному диаметру.
Система координат OY]Y2Y3, целесообразна при рассмотрении полей контактных напряжений на основной части лезвия инструмента с углом заточки 2у. Эта система координат ориентирована следующим образом: - ось OY3 перпендикулярна к боковой грани основной части лезвия инструмента с углом 2у; - ось OY2 параллельна режущей кромке АВ инструмента; - ось OY] перпендикулярна к режущей кромке АВ и образует с осями OY2 и OY3 правую систему координат.
Система координат OY jY 2Y 3 целесообразна при рассмотрении полей контактных напряжений на боковой поверхности двугранного угла дополнительной клиновой заточки инструмента с углом 2yi. Эта система координат ориентирована в пространстве следующим образом: - ось ОТз перпендикулярна к боковой грани дополнительной клиновой заточки с углом 2уі\ - ось ОТ2 параллельна режущей кромке АВ инструмента; - ось OY j перпендикулярна к режущей кромке АВ и образует с осями ОТ2 и OY з правую систему координат.
Полярная система координат Отг р целесообразна при рассмотрении площадей контакта и площадей неразделенной части в сердцевине прутка. Эта система ориентирована следующим образом: - полярная ось перпендикулярна к режущей кромке АВ инструмента; - положительные углы отсчитываются против часовой стрелки. Ось Ofz целесообразна для определения величины глубины внедрения ножей в материал разрезаемого прутка. Эта ось ориентирована в пространстве следующим образом:
Влияние температуры деформирования на обобщенные диаграммы деформирования
В формулах (2.1) напряжения и деформации представлены в безразмерном виде с помощью новых единиц измерения єн и стн. Понятно, что обобщенные масштабы (единицы измерения) \sH=se(T,P,V,...) 1 ЄЧ (4.1) н = \c7(e)de = aH(T,P,V,...) єн о являются функциями температуры, гидростатического давления, скорости деформирования и т.д. Однако вопрос о том, зависят ли обобщенные диаграммы деформирования ) = Фн1 (4.2) от температурно-скоростных и иных условий деформирования требует экспериментального исследования.
Для изучения температурной зависимости обобщенных диаграмм деформирования реальных материалов в данной работе проведены экспериментальные исследования на стали 35. Исследованные образцы изготовлены из одного горячекатаного прутка и сгруппированы в две партии. Образцы первой партии подвергнуты групповой термообработке "нормализация". Образцы второй партии прошли групповую термообработку: "закалка" - 870 С (15 мин.) + вода + отпуск 560 С (1,5 часа) и далее на воздух (20 С).
Температурная зависимость материала названных образцов стали 35 в форме традиционных и обобщенных диаграмм одноосного растяжения показана на рис. 4.3 и 4.4 в диапазоне от 20 до 750 С.
Традиционные диаграммы растяжения стали 35 в названном диапазоне температур существенно изменяются. Например, условный предел прочности стали 35 нормализованная изменяется от 600 МПа при 20 С до 59 МПа при 750 С, то есть в 10 раз. У стали 35 улучшенная этот предел прочности изменяется в диапазоне от 800 МПа при 20 С до 78 МПа при 750 С, то есть в 10,2 раза. Полная относительная деформация стали 35 нормализованная при 20 С составляет 0,268, а при 600 С - 0,050, то есть изменяется более чем в пять раз.
Этот же показатель у стали 35 улучшенная при 20 С составляет 0,130, а при 400 С 0,054, то есть изменяется почти в 2,5 раза.
На уровне обобщенных диаграмм, то есть после математической обработки результатов экспериментальных измерений по единым общим математическим правилам (2.1), все экспериментальные точки в диапазоне от 20 до 750С у стали 35 "нормализованная" хорошо коррелируют с одной обобщенной диаграммой растяжения первой группы (рис. 4.3), а у стали 35 "улучшенная" - с одной обобщенной диаграммой второй группы (рис. 4.4) (табл. 4.2).
Таким образом, результаты экспериментов на стали 35 "улучшенная" и стали 35 "нормализованная" свидетельствуют о том, что: 1. Термообработка "улучшение" изменяет форму обобщенной диаграммы растяжения у этой стали главным образом в окрестности условного предела текучести (рис. 4.3 - 4.5). 2. На уровне обобщенных диаграмм растяжения общие механические свойства стали 35 весьма слабо зависят от температуры деформирования в диапазоне от 20 до 750 С. 3. Изменение обобщенных диаграмм деформирования стали 35 после закалки может быть объяснено тем, что закалка качественно изменяет фазовый состав структуры этой стали.
В серии экспериментов (см. п. 4.1) показано, что после термической обработки стали 35, сопровождающейся фазовыми переходами в структуре, изменения на уровне обобщенных диаграмм растяжения на порядок меньше, чем на уровне традиционных диаграмм. Из рис. 4.5 видно, что фазовые переходы в стали 35 наибольшим образом влияют на обобщенные диаграммы деформирования стали 35 в окрестности предела текучести, то есть в области малых пластических деформаций. При больших пластических деформациях экспериментальные точки ложатся практически на одну и ту же обобщенную диаграмму.
Влияние температуры второго отпуска после закалки на традиционные обобщенные диаграммы растяжения стали У10А показано на рис. 4.6. Из этих графиков видно, что:
1. На традиционных диаграммах растяжения увеличение температуры второго отпуска с 400 до 700 С снижает предел прочности почти в два раза и увеличивает єв почти в три раза.
2. На обобщенных диаграммах при этом наблюдаются только небольшие изменения. Это дает возможность удовлетворительного математического описания названных обобщенных диаграмм стали У10А в указанном диапазоне температур второго отпуска единой математической аппроксимацией.
Влияние температуры третьего отпуска в диапазоне от 700 до 900 С на традиционные и обобщенные диаграммы растяжения стали ЭИ-958 показано на рис. 4.7. Из графиков видно, что: 1. Механические свойства стали ЭИ-958 после названных термических обработок на традиционных диаграммах изменяются существенно. 2. На обобщенных диаграммах общие механические свойства стали ЭИ-958 в названном диапазоне термических обработок хорошо моделируются одной обобщенной диаграммой.
