Московский политехнический университет, Москва, Россия

Ю. К. Филиппов, профессор кафедры обработки материалов давлением и аддитивных технологий (ОМДиАТ), докт. техн. наук, эл. почта: yulianf@mail.ru
Д. А. Гневашев, заведующий кафедрой ОМДиАТ, канд. техн. наук, эл. почта: dengnevashev@mail.ru
Ле Чунг Зунг, аспирант кафедры ОМДиАТ

Исследована и установлена зависимость построения кривой упрочнения при одноосном сжатии между замерами деформированного металла и интенсивностью напряжений при пластическом деформировании. Построены графики зависимости величины деформации от величины напряжения для стали 20, появилась возможность прогнозирования свойств деталей, получаемых методами холодной объемной штамповки. Для построения зависимости интенсивностей деформации и напряжения и графика упрочнения проведены эксперименты по сжатию образцов из исследуемого металла. За счет хорошей смазки по торцам образца (периодически заменяемых прокладок из полиэтиленовой пленки в комбинации с машинным маслом) напряженное состояние можно считать линейным. Показатель напряженного состояния K = 0,33, показатель Лодэ – Надаи μσ = 1. Для уменьшения бочкообразности при осадке высота образцов и диаметр начальных размеров находятся в пределах 2 ≥ H₀/D0 ≥ 1. Исследования выполнены для стали 20. В качестве заготовок использовали прокат стальной горячекатаный круглый. Для определения напряжений при разных степенях деформации возможно применение приближенного математического выражения, так как использование графика не всегда удобно и не обеспечивает высокой точности. Для получения математического выражения проведена аппроксимация кривой упрочнения в программе Excel, в которой заложена полиномиальная функция с величиной достоверности 0,9931 для использования при моделировании в программном комплексе QForm.

1. ГОСТ 25.503–97. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие. — Введ. 01.07.1999.
2. ГОСТ 1050-2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. — Введ. 01.01.2015.
3. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. Т. 1. — М. : Иностранная литература, 1954. — 648 с.

4. Калпин Ю. Г., Филиппов Ю. К., Петров П. А., Гневашев Д. А. Построение кривой упрочнения при больших величинах деформации // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Часть 2. — Тула : ТулГУ, 2002. С. 19–24.
5. Дель Г. Д. Технологическая механика. — М. : Машиностроение, 1978. — 174 с.
6. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. — М. : Изд. иностранная литература, 1955. — 444 c.
7. Shinkin V. N. Elastoplastic flexure of round steel beams. 1. Springback coefficient // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 3. P. 149–153.
8. Shinkin V. N. Elastoplastic flexure of round steel beams. 2. Residual stress // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 11. P. 718–723.
9. А. с. 1578567 СССР, МПК G01N 3/04. Образец для механических испытаний / Ю. Г. Калпин, Ю. А. Миропольский, Ю. К. Филиппов, Н. Д. Павлов, Ю. П. Половников ; заявл. 21.06.1988 ; опубл. 15.07.1990.
10. Исаева А. Н., Ларин С. Н., Платонов В. И., Коротков В. А. Построение расширенной кривой упрочнения при помощи сжатия составных цилиндрических образцов // Черные металлы. 2022. № 3. C. 65–70.
11. Галактионова Е. А., Зунг Л. Ч., Филиппов Ю. К., Гневашев Д. А. Зависимость величины твердости от интенсивности напряжений и деформации при холодной объемной штамповке // Черные металлы. 2023. № 2. C. 45–48.
12. Tipalin S. A., Belousov V. B., Lyubetskaya S. I. Testing the cross-sectional microhardness in sheets with a 0.08% carbon concentration // Solid State Phenomena. 2021. Vol. 316. P. 269–275.
13. Tipalin S. A., Belousov V. B., Shpunkin N. F. Investigation of uneven properties of stainless steel 12KH18N10T depending on the thickness of the sheet // Defect and Diffusion Forum. 2021. Vol. 410. P. 28–36.
14. Kalpin Y. G., Tipalin S. A., Ryabov V. A. Aspects of superplasticity of metals // Defect and Diffusion Forum. 2021. Vol. 410. P. 48–55.
15. Kouprianoff D., Moore K. Effect of design and tensile testing specimen geometry on final tensile properties of powder bed fusion plastic // MATEC Web of Conferences. 2022. Vol. 370. 08005.
16. Worz A., Drummer D. Understanding hatch-dependent part properties in SLS // Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium – USA, 2018. P. 1560–1569.
17. Islam M. S., Powar P. R., Andreasson E., Petersson V. The effects of stress triaxiality on the neck initiation and fracture of high-density polyethylene (HDPE) // Procedia Structural Integrity. 2022. Vol. 42. No. 12. P. 745–754.
18. ГОСТ 2590–88. Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент. — Введ. 01.01.1990.