ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:

А. В. Черняев, профессор каф. «Механика пластического формоизменения» (МПФ), эл. почта: sovet01tsu@rambler.ru
Н. А. Усенко, профессор каф. МПФ
В. А. Коротков, старший научный сотрудник каф. МПФ
В. И. Платонов, доцент каф. МПФ

Рассмотрены вопросы повышения эффективности реализации исследований одноосного растяжения материала с повышенной температурой для установления зависимости величины интенсивности напряжений от степени деформации и скорости деформирования на примере алюминиевого сплава. При проведении комплексных экспериментальных исследований осуществляют растяжение плоских образцов, нагретых до необходимой температуры, но с различными скоростями перемещения исполнительных механизмов, что весьма трудоемко. Для увеличения эффективности экспериментальных исследований предложена методика растяжения одного плоского образца при заданных температурных условиях. В течение всего периода растяжения через каждые 2–3 мм смещения захватного механизма испытательной машины осуществляли циклическое переключение скорости. В результате изменения скоростей деформирования ступенчато изменялись силовые характеристики и формировалась ступенчатая диаграмма «нагрузка – перемещение». При завершении испытаний на одноосное растяжение ступени диаграммы соединяли плавными линиями с получением на одном графике нескольких кривых. Ступенчатое изменение скорости при реализации испытаний на растяжение одного образца при заданных температурных параметрах позволяет установить зависимость интенсивности напряжений от интенсивности деформаций при различных скоростях деформирования. Предлагаемая технология проведения испытаний позволяет значительно сократить количество используемых образцов, снизить время проведения экспериментальных исследований, а также исключить возможные погрешности результатов исследований, вызванные неточностью нагрева, так как при реализации отдельных исследований нескольких образцов обеспечить идентичную температуру нагрева затруднительно.

1. Яковлев С. П., Чудин В. Н., Яковлев С. С., Соболев Я. А. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов. — М., Тула : Машиностроение-1 ; Изд-во ТулГУ, 2003. — 427 с.
2. А. с. СССР 1826022. кл. G 01 N 3/18. Способ испытания образцов материалов на прочность при растяжении / В. П. Голуб, А. В. Желдубовский ; опубл. 07.07.1993. Бюл. № 15.
3. Пат. 2644452 РФ, кл. G 01 N 3/18. Способ испытания образцов из материала при растяжении с повышенной температурой / Коротков В. А., Лазарев В. А., Ларин С. Н., Платонов В. И. ; заявл. 26.12.2016 ; опубл. 12.02.2018; Бюл. № 5.
4. Loginov Y. N., Golovnin M. A. Technique of determining the parameters of rapid strengthening of an aluminum alloy during hot rolling // Russian metallurgy (Metally). 2017. Vol. 2017, Iss. 3. P. 188–192.
5. Фиглин С. З., Бойцов В. В., Калпин Ю. Г., Каплин Ю. И. Изотермическое деформирование металлов. — М. : Машиностроение, 1978. — 239 с.
6. Огородников В. А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. — Киев : Вища школа, 1983. — 175 с.
7. Третьяков А. В., Зюзин В. И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. — М. : Металлургия, 1973. — 224 с.
8. Bo Song, Brett Sanborn. Relationship of compressive stressstrain response of engineering materials obtained at constant engineering and true strain rates // International Journal of Impact Engineering. 2018. Vol. 119. P. 40–44.
9. Huamiao Wang, Peidong Wu, Srihari Kurukuri, Michael J. Worswick, Yinghong Peng, Ding Tang, Dayong Li. Strain rate sensitivities of deformation mechanisms in magnesium alloys // International Journal of Plasticity. 2018. Vol. 107. P. 207–222.
10. Yang L. W., Wang C. Y., Monclús M. A., Lu L., Molina-Aldareguía J. M., Llorca J. Influence of temperature on the strain rate sensitivity and deformation mechanisms of nanotwinned Cu // Scripta Materialia. 2018. Vol. 154. P. 54–59.
11. Hajime Iwasaki, Ryoichi Kariya, Mamoru Mabuchi, Tutomu Tagata, Kenji Higashi. Effects of Temperature and Strain Rate on Elongation at Elevated Temperature in Al – 4.5Mg Alloy // Materials transactions. 2001. Vol. 42, Iss. 8. P. 1771–1776.
12. Calle M. A. G., Mazzariol L. M., Alves M. Strain rate sensitivity assessment of metallic materials by mechanical indentation tests // Materials Science and Engineering: A. 2018. Vol. 725. P. 274–282.
13. Kangkang Wang, Libin Zhao, Haiming Hong, Jianyu Zhang. A strain-rate-dependent damage model for evaluating the low velocity impact induced damage of composite laminates // Composite Structures. 2018. Vol. 201. P. 995–1003.
14. ГОСТ 9651–84 (ИСО 783–89). Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах (с Изменением № 1). — Введ. 01.01.1986.