Systems. Methods. Technologies 2 (42) 2019

Systems Methods Technologies. P.M. Ogar et al. Application of energy … 2019 № 2 (42) p. 18-26 24 грамма истинных напряжений, которая построена по предлагаемой методике для диаграммы кинетического индентирования (рис. 2). Там же приведены результа- ты, полученные по методике [6], которые значительно отличаются от полученных по предлагаемой методике. Рис. 3. Истинная и условная диаграммы напряжений для стали 12Х18Н10Т Для образца из нержавеющей стали 12Х18Н10Т оп- ределены следующие параметры механических свойств: модуль упругости — 201.6 ГПа, условный предел текучести — 198.8 МПа, условный предел прочности — 508 МПа. По данным [40], для указанной стали после закалки 1 020 – 1 100  C значения указан- ных свойств соответственно равны 198 ГПа, 196 МПа и 510 МПа. Заключение 1. Указана несостоятельность подхода к построе- нию диаграммы «напряжения – деформации», осно- ванного на определении истинного напряжения при растяжении как результат деления среднего давления на пятне контакта при индентировании на ограничи- вающий фактор  по причинам широкого диапазона значений ограничивающего фактора  , отсутствия учета упрочнения материала, отсутствия связи между параметрами правой части уравнений законов Майера и Холломона, влияния трения на размер пятна контак- та, а значит, и на величину среднего давления. 2. Выявлены новые свойства диаграммы кинетиче- ского индентирования, в частности, установлена связь экспоненты кривой разгрузки с контактной глубиной и радиусом площадки контакта. 3. Представлена пошаговая процедура предлагаемо- го метода определения кривой «напряжения – дефор- мации». Для определения параметров упругопластиче- ского тела Холломона использованы опубликованные результаты конечно-элементного анализа. Процедура позволяет итерационно уточнять искомые параметры. 4. Ключевым моментом является установление свя- зи деформации при растяжении с величиной относи- тельного внедрения индентора с использованием энер- гетического подхода. Метод основывается на равенстве затрачиваемой энергии на единицу объема вытеснен- ного материала за границу исходного положения в пределах равномерной деформации при одноосном растяжении и вдавливании сферы. Для определения истинного напряжения необходи- мо энергетическую твердость умножать на постоянный для данного материала коэффициент. 5. На рис. 3 проиллюстрировано хорошее совпаде- ние полученных по предлагаемой методике механиче- ских свойств нержавеющей стали 12Х18Н10Т со спра- вочными данными. Там же приведены результаты, по- лученные по методике [6], которые при 0.1 ε  значи- тельно превышают кривую закона Холломона. Это можно объяснить некачественным определением связи деформации при растяжении с относительным внедре- нием сферического индентора. Литература 1. Булычев С.И., Алехин В.П., Шоршоров М.Х., Тернов- ский А.П., Шнырев Г.Д. Определение модуля Юнга по диа- грамме вдавливания индентора // Заводская лаборатория. 1975. T. 41, № 9. С. 1137–1140. 2. Булычев С.И., Алехин В.П. Испытание материалов не- прерывным вдавливанием индентора. М.: Машиностроение, 1990. 224 с. 3. Oliver W.C., Pharr G.M. An Improved Technique for De- termining Hardness and Elastic Modulus using Load and Dis- placement Sensing Indentation Experiments // Journal of Mate- rials Research. 1992. Vol. 7, № 6. P. 1564-1583. 4. Oliver W.C., Pharr G.M. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in under- standing and refinements to methodology // Journal of Materials Research. 2004. Vol. 19, № 1. P. 3-20. 5. ГОСТ Р 8.748-2011. Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов инструмен- тальным индентированием. М.: Стандартинформ, 2011. 23 с. 6. ГОСТ Р 56232-2014. Определение диаграммы «напря- жение - деформация» методом инструментального инденти- рования шара. М.: Стандартинформ, 2016. 38 с. 7. Огар П.М, Горохов Д.Б. Обзор методов определения упругопластической деформации при внедрении сферы // Системы. Методы. Технологии. 2015. № 3 (27). С. 15–22. 8. Матюнин В.М., Марченков А.Ю. Взаимосвязь дефор- маций и параметров упрочнения металла при растяжении и вдавливании в пластической области // Заводская лаборато- рия. Диагностика материалов. 2016. Т. 82, № 9. С. 51-57. 9. Tabor D. The Hardness of Metals. Oxford: Clarendon Press, 1951. 10. Francis H.A. Phenomenological Analysis of Plastic Spher- ical Indentation // Journal of Engineering Materials and Technol- ogy. Trans. ASME, 1976, Vol. 98, ser. H. P. 272. 11. Haggag F.M. In-Situ Measurements of Mechanical Properties Using Nover Automation System. ASTM STP 1204. P. 27-44. 12. Taljat B., Zacharia T., Kosel F. New Procedure to deter- mine Stress Curve from Spherical Indertation // International Journal of Solids and Structures, 1998. Vol. 35. P. 4411-4426. 13. Руководящий документ РД ЭО 0027-2005 «Инструк- ция по определению механических свойств металла оборудо- вания атомных станций безобразцовыми методами по харак- теристикам твердости». М.: ФГУП концерн «Росэнергоатом», 2005. 47 с. 14. Sonmez F.O., Demir A. Analytical relations between hardness and strain for cold formed parts // Journal of materials processing technology. 2007. Vol. 186. P. 163-173. 15. Matthews J. Indentation hardness and hot pressing // Acta metallurgica. 1980. Vol. 28. P. 311-408.