Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи
Приведены результаты исследований по сравнительной оценке действия электрического тока высокой плотности и эквивалентного нагрева в печи сопротивления на изменение характеристик пластичности деформационно-упрочненного сплава АМг6М. Установлена зависимость релаксационных процессов в материале от темп...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5588 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи / Е.С. Переверзев, Д.Г. Борщевская, С.П. Федий, В.Ф. Бутенко // Техн. механика. — 2009. — № 1. — С. 106-110. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860248976380395520 |
|---|---|
| author | Переверзев, Е.С. Борщевская, Д.Г. Федий, С.П. Бутенко, В.Ф. |
| author_facet | Переверзев, Е.С. Борщевская, Д.Г. Федий, С.П. Бутенко, В.Ф. |
| citation_txt | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи / Е.С. Переверзев, Д.Г. Борщевская, С.П. Федий, В.Ф. Бутенко // Техн. механика. — 2009. — № 1. — С. 106-110. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Приведены результаты исследований по сравнительной оценке действия электрического тока высокой плотности и эквивалентного нагрева в печи сопротивления на изменение характеристик пластичности деформационно-упрочненного сплава АМг6М. Установлена зависимость релаксационных процессов в материале от температуры нагрева.
Приведені результати досліджень стосовно порівняльної оцінки дії електричного струму високої щільності та еквівалентного нагріву в печі опору на зміну характеристик пластичності деформаційно-зміцненого сплаву АМг6М. Встановлена залежність релаксаційних процесів в матеріалі від температури нагрівання.
Results of the research on comparable assessment of the effects of high-density electric current and equivalent heating in a resistance furnace on variations in plasticity characteristics of the AMg6M strained-hardened alloy are presented. The dependence of relaxation processes in material on the reheat temperature is revealed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:40:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
106
УДК 519.95:681.3.03
Е.С. ПЕРЕВЕРЗЕВ, Д.Г. БОРЩЕВСКАЯ, С.П. ФЕДИЙ, В.Ф. БУТЕНКО
ПОВЕДЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННО - УПРОЧНЕННОГО СПЛАВА АМг6М В
ЭКВИВАЛЕНТНЫХ УСЛОВИЯХ НАГРЕВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ И
ПУТЕМ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Приведены результаты исследований по сравнительной оценке действия электрического тока высо-
кой плотности и эквивалентного нагрева в печи сопротивления на изменение характеристик пластичности
деформационно-упрочненного сплава АМг6М. Установлена зависимость релаксационных процессов в
материале от температуры нагрева.
Приведені результати досліджень стосовно порівняльної оцінки дії електричного струму високої
щільності та еквівалентного нагріву в печі опору на зміну характеристик пластичності деформаційно-
зміцненого сплаву АМг6М. Встановлена залежність релаксаційних процесів в матеріалі від температури
нагрівання.
Results of the research on comparable assessment of the effects of high-density electric current and equiva-
lent heating in a resistance furnace on variations in plasticity characteristics of the AMg6M strained-hardened
alloy are presented. The dependence of relaxation processes in material on the reheat temperature is revealed.
В современных технологических процессах обработки материалов и де-
талей машин весьма перспективным является использование пластифици-
рующего действия электрического тока высокой плотности. Однако до на-
стоящего времени еще недостаточно разработаны его научные основы. В ча-
стности, нет единого мнения о том, какие факторы влияют на деформацион-
ные процессы в материалах под действием электрического тока, вызывая из-
менение их физико-механических характеристик. Одни авторы полагают, что
основным фактором является термический эффект, т.е. под действием потока
электронов повышается энергия колебаний атомов в узлах кристаллической
решетки. Другие авторы считают, что в основе указанного процесса лежит
электронно-дислокационное взаимодействие, т.е. электрический ток увели-
чивает скорость движущихся дислокаций, помогая им преодолевать потенци-
альные барьеры в плоскостях скольжения [1 – 5].
Для более глубокого понимания особенностей электропластических эф-
фектов несомненный интерес могут представлять исследования по изучению
сопротивления материала деформации, стимулированной нагревом электриче-
ским током и в печи сопротивления в аналогичных условиях теплового нагру-
жения.
Целью настоящей работы являлись исследования по сравнительной оценке
термического действия электрического тока и эквивалентного косвенного на-
грева на механические характеристики деформационно-упрочненного сплава
АМг6М.
Исследования проводились в два этапа. На первом этапе изучалось влия-
ние вида нагрева на релаксацию напряжений в сплаве АМг6М и изменение
характеристик микротвердости и ползучести материала. На втором этапе ис-
следовалось изменение пластичности деформационно-упрочненного сплава
АМг6М в эквивалентных тепловых полях, инициируемых действием элек-
трического тока и нагрева в печи сопротивления.
Объектом исследований являлись образцы сплава АМг6М, изготовлен-
ные в соответствии с требованиями инструкции к установке ИМАШ-20-78,
предназначенной для термомеханических испытаний материалов.
Одноосное статическое растяжение осуществлялось со скоростью дви-
жения захватов от 2 до 4 мм/мин. Погрешность измерения деформации об-
Е.С Переверзев, Д.Г. Борщевская, С.П. Федий, В.Ф. Бутенко, 2009
Техн. механика. – 2009. – № 1.
107
разца в рабочей зоне составляла не более ± 0,01 мм, нагрузки – ± 1,5%, тем-
пературы – ± 1,5°С.
Испытания на сжатие проводились при нагрузке P = 5·10
5
Н с использо-
ванием специально изготовленной прессформы.
Нагрев образцов осуществлялся двумя способами: путем теплового воз-
действия пропускаемого через образец электрического тока плотностью
200 А/см
2
, а также за счет излучения тепла в печи сопротивления. Измерение
температуры осуществлялось с помощью хромель-алюмелевой термопары по
показаниям записывающего потенциометра PS1.
Кинетика термического действия на материал различных видов нагрева
оценивалась по изменению характеристик кратковременной прочности
(предела прочности Вσ , предела текучести 2,0σ ), длительной прочности
(времени до разрушения τ в режиме ползучести) и микротвердости µH , из-
меряемой с помощью микротвердомера ПМТ-3 .
Испытания на ползучесть проводились по ускоренному режиму: непре-
рывная выдержка под нагрузкой P = 2100 Н при температуре 160°С. При
испытаниях на ползучесть образцов, подвергнутых энергетической обработ-
ке, вносилась поправка в величину нагрузки с учетом изменившегося сечения
образца.
Исследования релаксационных процессов в сплаве АМг6М, предусмот-
ренные на первом этапе работ, проводились по данным испытаний образцов
в условиях одноосного квазистатического растяжения вплоть до разрушения.
Нагрев осуществлялся до 250°C с шагом 50°C. Для каждого значения темпе-
ратуры строились деформационные кривые и определялись характеристики
кратковременной прочности. Степень релаксации напряжения S для каждого
вида нагрева оценивалась из соотношения
,“.
b
,“.
b
Š
bS
σ
σ−σ
= ,
где исх
Вσ – предел прочности сплава АМг6М в исходном состоянии; Т
Вσ –
предел прочности сплава АМг6М при заданной температуре Т .
По результатам испытаний для каждого вида нагрева строились кривые
релаксации напряжения )(TfS = в материале. На рисунке 1 для сравнения
представлены кривые релаксации напряжения при нагреве электрическим
током (кривая 1) и тепловым излучением (кривая 2), которые иллюстрируют
нелинейный характер полученных зависимостей. Наглядно видно, что с по-
вышением температуры действие электрического тока на релаксационные
процессы заметно превышает тепловой эффект от нагрева в печи сопротив-
ления.
108
Рис.1
Одновременно исследовалось влияние вида нагрева на изменение харак-
теристик микротвердости и ползучести сплава АМг6М. Экспериментально
установлено, что кривые изменения микротвердости с увеличением темпера-
туры выше 100°C (рисунок 2), независимо от вида термического воздействия
(кривая 1 – нагрев электрическим током, кривая 2 – нагрев в печи сопротив-
ления), практически совпадают.
Рис. 2
Испытания на ползучесть проводились на образцах, предварительно
подвергнутых деформационному упрочнению по следующему режиму: на-
гружение при одноосном растяжении до уровня P = 2100 Н при температуре
T = 160°C с последующим действием сжимающей нагрузки P = 5·10
5
Н при
температуре T = 250°C. При этом одна часть образцов нагревалась путем
пропускания электрического тока, другая – в печи сопротивления. Действие
вида нагрева оценивалось по времени до разрушения образцов при аналогич-
ных условиях выдержки в режиме ползучести.
Проведенная сравнительная оценка показала, что время до разрушения
при тепловом излучении в среднем на 20% превышает этот показатель при
нагреве материала электрическим током.
109
На втором этапе выполняемых работ исследовалось влияние вида нагре-
ва на характеристики пластичности материала по данным испытаний на ста-
тическое растяжение образцов. С этой целью образцы подвергались дефор-
мационному упрочнению путем сжимающего нагружения до уровня
P = 5·10
5
Н, после чего доводились до разрушения в условиях одноосного
статического растяжения при температуре T = 250°C.
Поскольку значения относительной деформации по длине рабочей части
образца после его разрушения распределяются неравномерно, в качестве ха-
рактеристик пластичности принимались величины поперечного сечения об-
разца в области разрушения и на различном расстоянии от нее. Как правило,
деформации по толщине и ширине в рабочей части образца не совпадают,
поэтому для оценки влияния на материал вида нагрева использовались вели-
чины изменения толщины и ширины рабочей части образца относительно их
первоначальных значений.
На рисунке 3 приведены зависимости относительной деформации образ-
ца по толщине δ от расстояния L до места разрушения, полученные экспе-
риментальным путем при испытании нескольких серий образцов (по 3 в ка-
ждой серии): после деформационного упрочнения (кривая 1), в исходном со-
стоянии (кривая 2), после деформационного упрочнения при в печи сопро-
тивления (кривая 3) и после деформационного упрочнения при эквивалент-
ном нагреве электрическим током высокой плотности (кривая 4).
Проведенный сравнительный анализ кривых зависимости )(Lf=δ пока-
зал, что нагрев деформационно-упрочненных образцов электрическим током
высокой плотности оказывает в большей степени пластифицирующее влия-
ние на сплав АМг6М, чем нагрев, стимулированный теплопередачей. Анало-
гичные результаты получены при оценке характера изменения относительной
деформации материала по ширине рабочей части образца.
Рис. 3
Ввиду кратковременного действия повышенной температуры при нагре-
ве электрическим током высокой плотности, можно сделать вывод, что вклад
теплового эффекта в изменение свойств сплава АМг6М в этом случае явля-
ется пренебрежимо малым.
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют
о том, что нагрев путем пропускания электрического тока в большей степени
влияет на релаксацию напряжений и восстановление пластичности в дефор-
110
мационно-упрочненном сплаве АМг6М, чем нагрев в печи сопротивления
при аналогичных температурных режимах. Другими словами, деформация,
стимулированная нагревом электрическим током, больше деформации, вы-
званной эквивалентным тепловым излучением. Следовательно, можно пред-
положить, что под действием электрического тока в сплаве АМг6М на де-
формационные процессы влияют не только термические, но и электронно-
дислокационные процессы.
1. Спицын В. И. Электропластическая деформация металлов / В. И. Спицын, О. А. Троицкий. – М. : Наука,
1985. – 160 с.
2. Зуев Л. Б. Действие процессов электрического тока на подвижность дислокаций в монокристаллах Zn /
Л. Б. Зуев, В. Е. Громов, Л. И. Гуревич // Металлофизика. – 1990. – Т.12, №4. – С. 11 – 15.
3. Степанов Г. В. Воздействие электрического тока на релаксацию напряжений в металле /
Г. В. Степанов, А. И. Бабуцкий // Проблемы прочности. – 1996. – №2. – С. 68 – 72.
4. Овчинников И. В. Об определении ресурса пластичности при действии тока / И. В. Овчинников //
Пробл. прочности. – 1993. – № 6. – С. 54 – 59.
5. Степанов Г. В. Изменение механических характеристик металлических материалов под действием
импульсного электрического тока / Г. В. Степанов, А. И. Бабуцкий // Проблемы прочности. – 2002. –
№ 3. – С. 141 – 148.
Институт технической механики Получено 10.10.08
НАН Украины и НКА Украины, в окончательном варианте 20.01.09
Днепропетровск
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5588 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-9184 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:40:36Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| record_format | dspace |
| spelling | Переверзев, Е.С. Борщевская, Д.Г. Федий, С.П. Бутенко, В.Ф. 2010-01-26T16:06:12Z 2010-01-26T16:06:12Z 2009 Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи / Е.С. Переверзев, Д.Г. Борщевская, С.П. Федий, В.Ф. Бутенко // Техн. механика. — 2009. — № 1. — С. 106-110. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1561-9184 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5588 519.95:681.3.03 Приведены результаты исследований по сравнительной оценке действия электрического тока высокой плотности и эквивалентного нагрева в печи сопротивления на изменение характеристик пластичности деформационно-упрочненного сплава АМг6М. Установлена зависимость релаксационных процессов в материале от температуры нагрева. Приведені результати досліджень стосовно порівняльної оцінки дії електричного струму високої щільності та еквівалентного нагріву в печі опору на зміну характеристик пластичності деформаційно-зміцненого сплаву АМг6М. Встановлена залежність релаксаційних процесів в матеріалі від температури нагрівання. Results of the research on comparable assessment of the effects of high-density electric current and equivalent heating in a resistance furnace on variations in plasticity characteristics of the AMg6M strained-hardened alloy are presented. The dependence of relaxation processes in material on the reheat temperature is revealed. ru Інститут технічної механіки НАН України і НКА України Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи Article published earlier |
| spellingShingle | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи Переверзев, Е.С. Борщевская, Д.Г. Федий, С.П. Бутенко, В.Ф. |
| title | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи |
| title_full | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи |
| title_fullStr | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи |
| title_full_unstemmed | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи |
| title_short | Поведение деформационно-упрочненного сплава АМг6М в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи |
| title_sort | поведение деформационно-упрочненного сплава амг6м в эквивалентных условиях нагрева электрическим током и путем теплопередачи |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5588 |
| work_keys_str_mv | AT pereverzeves povedeniedeformacionnoupročnennogosplavaamg6mvékvivalentnyhusloviâhnagrevaélektričeskimtokomiputemteploperedači AT borŝevskaâdg povedeniedeformacionnoupročnennogosplavaamg6mvékvivalentnyhusloviâhnagrevaélektričeskimtokomiputemteploperedači AT fediisp povedeniedeformacionnoupročnennogosplavaamg6mvékvivalentnyhusloviâhnagrevaélektričeskimtokomiputemteploperedači AT butenkovf povedeniedeformacionnoupročnennogosplavaamg6mvékvivalentnyhusloviâhnagrevaélektričeskimtokomiputemteploperedači |