Сверхпластическая деформация разносопротивляющихся материалов

В.И. Кунеев (Бишкек)

При изучении явления сверхпластичности обнаруживается обусловленность результата формоизменения взаимодействием металлических фаз, их стабилизацией с процессом деформации. Практический интерес представляет исследование эффекта сверхпластичности материалов, неодинаково сопротивляющихся растяжению и сжатию. Типичными представителями таких материалов являются серые чугуны (полухрупкие материалы), например, СЧ-12-28, СЧ-15-32. Особенность деформирования таких материалов связана с так называемым их разрыхлением. Известны эксперименты, в которых обнаружена сверхпластичность чугуна, полученного путем напыления с целью достижения мелкозернистой структуры (структурная сверхпластичность).

В работе представлены результаты экспериментального и теоретического исследования “динамической” сверхпластичности чугуна СЧ-12-28 при растяжении и сжатии. Предварительной обработке, связанной с изменением зерна, материал не подвергался. Аномальные деформации наблюдались в интервалах температур, непосредственно прилегающих к границам  перехода. Деформация металлических фаз протекала без каких-либо признаков упрочнения и была равномерна до самых высоких степеней деформаций. Всплеск пластичности (удлинение  и осадка ) происходил при малых значениях напряжений ,  и границах скоростей деформирования .

Следуя концепции скольжения, разработана математическая модель связи напряжений с деформациями и их скоростями, пригодная для описания закономерностей деформирования разносопротивляющихся материалов в широком температурно-скоростном режиме, включая интервалы сверхпластичности.

Сопротивление сдвигу  для таких материалов зависит не только от интенсивности касательных напряжений в произвольной плоскости  и направлений , но и от нормальных напряжений.

В качестве практического применения эффекта сверхпластичности проведена пробная изотермическая штамповка тонкостенных чугунных стаканов из толстостенных колец. В условиях сложного напряженного состояния, соответствующего реальному процессу обработки металлов давлением, в аналитические зависимости (характеристическую функцию) введена гидростатическая составляющая.