Способ определения свойств металлических изделий

 

Изобретение относится к способам определения свойств металлических изделий, а именно: к способам определения свойств по объему металлических труб. Целью изобретения является повышение точности прогнозирования надежности изделий из труб за счет определения анизотропии их свойств. Согласно изобретению предлагается деформировать трубу с преобразованием цилиндрической поверхности в плоскую, после чего вырезать из образовавшейся поверхности в необходимых направлениях образцы и определять на них свойства материала. Придание поверхности трубы плоской формы позволяет вырезать образцы в любом интересующем направлении, а знание анизотропии свойств позволяет использовать в необходимых расчетах их экстремальные значения. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЛУБЛИН (g1)g С Ol Г! 1/00

ГОСУДа СТНЕНН! !Й НОМИтат

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ Гннт СССР (21 ) 4384889/23-26 (22) 25.01.88 (46) 23.04.90. Бюл, ¹ 15 (71) Московский институт стали и сплавов (72) В.А.Попов, H.H.Ïîòàïoö, Н.М.Вавилкин, А.М.Степашин и Л.П.Соркин (53) 543..053(088.8) (56) Микляев П.П, и др. Анизотропия механических свойств материалов. M.

Металлургия, 1969, с.145-146, 212-216, 267-271.

Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов. М,: Машиностроение, 1968.

Тетерин П.К. Теория поперечно-винтовой прокатки. M.: Металлургия, 1971, с,308.

Полухин П,И.,1 уп Г.Ч., Галкин А.N.

Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов.М.: Металлургия, !983, с. 352.

Изобретение относится к способам определения свойств металлических изделий, а именно к способам определения свойств по объему металлических труб, в том числе полученных винтовой прокаткой.

Цель изобретения — павьппение точности прогнозирования надежности изделий нз труб за счет определения анизотропии их свойств.

Способ осуществляют следующим образом.

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕПЕН!1Я СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ 1!ЗДЕЛ1й (57) Изобретение относится к способам определения свойств металлических изделж, а именно к снссааам определения свойств по объему металлических труб. Целью изобретения является повышение точности прогнозирования надежности изделий из труб за счет определения анизотропии их свойств. Согласно изобретению предлагается деформировать трубу с преобразованием цилиндрической поверхности в плоскую, после чего вырезать из образовавшейся поверхности в необходимых направлениях образцы и определять на них

Ю свойства материала. Придание поверхности трубы плоской формы позволяет вырезать образцы в любом интересующем направлении, а знание анизатропии свойств позволяет использовать в необходимых расчетах их экстре-. мальные значения. !1 з.п. ф-лы, 10 ил.

На поверхности трубы отмечают направления, в которых необходимо вырезать образцы, Затем трубу деформируют одним из известных способов оаработки металлов давлением до придания поверхности (или части поверхности) трубы плоской формы. После этого из плоского участка вырезают необходимые образцы в отмеченных направлениях и проводят их испытания. 11o результатам испытаний определяют з; висимости свойств изделий от направэ .-1559260 ния вырезки образцов, а надежность изделий из труб определяют исходя из соответствующих экстремальных зна- чений свойств„

На фит .1 представлена труба до и

5 после деформации между плоскопараллельными плитами до образования двухслойпой пластины (Х вЂ” участок вырезки образцов, II — участок с измененными свойствами, S — толщина стенки трубы) °

В этом случае образцы вырезают из участка I пластины, отстоящего от кромки на расстоянии не менее 1,5 Я, так как в районе кромки полосы происходят 15 значительные изменения свойств металла„

На фиг.2 представлена труба до и после цеформации. Испытание трубы с наружным диаметром D >i b0 мм и отношением диаметра к толщине стенки D/S 5.

Перед деформацией вовнутрь трубы на всю ее длину размещают лист из упругого материала. В этом случае трубу располагают между деформирующими пли- gg тами, после чего вводят в нее лист из упругого материала и деформируют трубу до прилегания внутренней поверхности трубы к поверхности листа. При этом не допускают разрушения листа.

На фиг.3 представлена труба до,деформации и деформация трубы с размещением внутри трубы оправки в виде

Ъ плоской пластины шириной (О, 5-0, 9)й К, причем сопротивление деформации мате35 риала оправки не менее сопротивления деформации материала трубы. В этом случае трубу размещают между плоскопараллельными плитами и начинают деформировать. Во время, деформирования внутри трубы размещают оправку на всю длину трубы. Деформацию осуществляют до прилегания внутренней поверхности трубы к поверхности оправки, не деформируя оправку и стенку трубы по тол- 4 щине. После этого оправку извлекают.

На фиг.4 представлена труба до деформации и деформация трубы между плоской плитой и плитой с пазом, причем зазор между плитами имеет в сечении

50 форму треугольника с периметром 2ИК.

В этом случае деформацию осуществляют до соприкосновения деформирующих плит.

Образцы в отмеченных направлениях вырезают из плоских участков треуголь55 ной трубы, отстоящих от ребер трубы на расстоянии на менее 1,5 Я.

На фиг.5 пгедставлена труба до деформации и д;формация трубы между плоской плитой и плитой с пазом, причем зазор между плитами имеет в сечении форму трапеции с периметром ЛК, В этом случае образцы в отмеченных направлениях вырезают из граней трубы, смежных с ребрами, углы при которых в поперечном сечении трубы наибольшие.

Участок вырезки образцов находится .на расстоянии не менее 1,5ffk от ребер трубы с трепециевидным поперечным сечением.

На фиг.б представлена труба до деформации и деформация между двумя плитами, причем в обеих плитах выполняют пазы таким образом, что зазор между плитами в сечении имеет форму четырехугольника. При этом четырехугольник имеет правильную (или приближающуюся к правильной) форму.

В этом случае образцы вырезают из любой грани полученной четырехгранной трубы, причем участок I вырезки образцов расположен на расстоянии не менее 1,5 S от прилегающих ребер.

На фиг.7 представлена труба до деформации и ее деформация между плоскопараллельными плитами из трубы с пазом, вырезанным в осевом направлени. После этого. деформируют трубу с пазом без деформации стенки по толщине, вырезают образцы и проводят их испытания. О бразцы вырезают из участка Т, расположенного на расстоянии не менее 1,51(R пх краев двухслойного плоского участка пластины. Кроме то- . го, из полосы металла вырезают образцы в осевом направлении и проводят их испытания. На основании различия свойств металла полосы и металла пластины в одном и том же направлении делают оценку об изменении свойств материала трубы в процессе деформирования, На фиг.8 представлена труба с па.зом и ее положение после деформации.

Паз располагается в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения плит. В этом случае деформацию осуществляют до.образования двухслоиной пластины.

На фиг.9 представлена двухслойная пластина до деформации и после деформирования между плоскопараллельными плитами. Пластине придают цилиндрическую форму таким образом, что образующая поверхность ориентирована в одном из отмечу«ных «а«равлений вырезки образцов. После этого вырезают образцы и проводят их испытания.

На фиг.10 представлена «вухслойная пластина до деформации и после

5 деформирования между плоскопараллельными плитами. Пластине придают такую форму, что часть одной.из кромок располагают перпендикулярно поверхности исходной пластины и под углом не более 90О к оставшейся части этой же кромки. После чего из образовавшейся поверхности по образующей вырезают образцы в отмеченных направлениях и проводят их испытания. 15

Перед деформацией можно осуществлять нагрев трубы до температуры горячей обработки давлением. Определение и учет анизотропии свойс" â матеч риалов и изделий позволяет повысить их надежность и долговечность при сохранении или уменьшении их металлоемкости и наиболее полно использовать их эксплуатационные возможности.

Деформация между плоскопараллельными плитами является одним из наиболее легко осуществимых способов придания поверхности трубы плоской формы.. С помощью этого способа деформирования преимущественно определяют 30 анизотропию свойств толстостенных труб D/S ) 5 диаметром 60 мм..Обычными способами вырезать образцы для испытания в различкьгх направлениях из стенки таких труб невозможно.

При деформации трубы В местах интенсивной деформации (участок II кромок двухслойной пластиы на фиг.1) происходят занчительные изменения свойств исходной трубы. Чтобы повысить достоверность полученных результатов, образцы вырезают из участков

I пластины, отстоящих от кромок на расстоянии не менее 1,5 S, где S —толщина стенки трубы. 45

При деформировании труб с D/S >j 5 диаметром более 60 мм между плоскопараллельными плитами происходит прогин участков трубы, расположенных перед началом деформирования непосред- 50 ственно под плитами. Это объясняется тем, что участки будущих кромок являются местами интенсивной деформации, увеличивающей их наклон и повьппающей сопротивление деформации. Лист упру- 55 гого материала предотвращает прогин и за счет распружинивания придает пло-, скую форму продеформированной поверхности трубы .(фиг.2). При введении во

1559260 время деформации внутрь трубы on авки полностью йсключается возможность прогиба стенки трубы. Кроме того, после деформации оправку извлекают и используют несколько раз, Размер опраВОк пОзВОляет испОльзовать их для нескогьких типоразмеров труб. Все это снижает расход материала на проведение данной ойерацки, что немаловажно при определении акизотропии труб различного сортамента.

При деформации трубы между двумя плитами, одна из которых имеет паз в виде тре..гольника, большая часть деформации локализуется В области II вершин треугольника (фиг.4). Здесь же происходит наибольшее искажение свойств исходной трубы, поэтому образ- цы вырезают из плоских участков I граней треугольной трубы, отстоящих от ребер ка расстоянии не менее 1,5 S.

Необходимо отметить, что искажение свойств исходного изделия в трубе треугольного сечения меньше, чем в двухслойной пластине, что объясняется меньшей ее деформацией до придания участкам пОВерхности плоскогО Вида. Это повышает точность определения анизотропии свойств исходной трубы.

В случае деформации трубы между двумя плитами, одна из которых имеет паз в виде трапеции, больная часть деформации локализуется В районе ребер трубы с меньшими прилегающими углами, меньшая часть — в районе ребер с большими углами в сечении, менее всего деформируются участки граней трубы, смежных с большими углами в сечении, из которых затем вырезают образцы для испытаний (фиг.5). Необходимо отметить, что изменение свойств трубы для грани, из которой вырезают образцы, в трубе с трепециевидным поперечным сечением меньше, чем для грани трубы с треугольным сечением. Вырезка образцов из участка Т, отстоящего от ребер трубы на расстоянии не менее 1,5 S уменьшает погрешность в определении свойств труб, налагаемой процессом деформации. Таким образом, предложенный способ деформировакия и выбор участка для вырезки образцов повышает достоверность и точность полученных результатов.

После деформации трубы между двумя плитами, имеющими пазы, образую1559260 щими в ",.å÷eíïè четырехугольник, образцы можно вырезать из всех граней четырехгранной трубы (фиг.б). Это позволяет вырезать значительное количество образцов из одной трубы, что уменьшает расход материала при применении статических методов обработки результатов испытаний.

Деформация трубы с пазом между !

О плоскопараллельными плитами снижает изменение исходных свойств трубы, так как снижается жесткость сечения трубы и уменьшается зона локализации деформации, сильно влияющая на свойства прилегающих участков. Кроме того, определение различия свойств металла полосы и пласт"HbI в одном направлении позволяет оценить ошибку полученных результатов, наводимую деформированием.

Размещение паза в трубе перед деформированием в,плоскости, перпенди кулярной направлению деформирования, позволяет снизить до минимума участки 25

II пластины, непригодные для вырезки образцов (фиг.8). Это снижает расход материала при проведении данной oneра ции

Двухслойная пластина, .полученная ЗО деформированием трубы с пазом или без такового между плосконараллельными плитами, из-за неравномерности деформации и наличия остаточных напряжений не всегда имеет плоскую форму (фиг.9), что создает трудности или даже невозможность вырезки образцов для испытаньЖ. Придание пластине цилиндрической формы с образующей, совпадающей с одним из направлений вы- 40 резки образцов (фиг.9), позволяет вырезать образцы в отмеченном направлении без затруднений. Придание двухслойной пластине формы, близкой к конической (фиг.10), позволяет без всяких трудностей вырезать из нее образцы во всех отмеченных направлениях, так как любое отмеченное направление является образующей поверхности Это резко снижает расход материа 50 ла при вырезке образцов для испытаний.

Нагрев трубы перед деформированием до температуры горячей обработки металлов давлением позволяет снизить энергосиловые параметры процесса деформирования. и снизить наклеп металла при деформации. Все это повышает точность .определения анизотропии свойств материала трубы.

Таким образом, предложенный способ определения свойств металлических изделий позволяет повысить точность прогнозирования надежности изделий из труб, Пример 1. Трубу наружным диаметром 56 Mì и стенкой толщиной !

2 мм из стали ЗОХГСА получили на станах винтовой прокатки при угле подачи 10, обжатии в пережиме 12 и овао лизации 1,,12. На поверхности трубы с шагом 10 отметили 18 направлений, начиная с продольной оси трубы (фиг.

12). После этого на прессе с усилием

1 ИН трубу продеформировали до образования двухслойной пластины. Затем в отмеченных направлениях из участка двухслойной пластины, отстоящего от кромок на расстоянии 20 мм, вырезали образцы с начальным диаметром Й

= 4 мм и длиной L = 45 мм. Полученные образцы испытывали растяжением на разрывной машине Instron-1115 Было установлено, что максимальное значение временного сопротивления (предела прочности) соответствует направле, о нию 12 к продольной оси трубы, а минимальное 102 и равно соответственно. 827 и 815 ill(M . Различие свойств 2 вызвано скручиванием волокон исход-ной заготовки на угол, близкий к 12

Следует отметить, что предел прочности в направлении продольной оси трубы равен 821 МН/м . При расчетах изделий из таких труб на прочность следует принимать минимальное значение предела прочности 815 HH(M .

Пример 2. Трубу из стали

ЗОХ11А наружным диаметром 104 мм и толщиной стенки 18 мм получили на станах винтовой прокатки. На поверхности трубы отметили 18 направлений с шагом 10, Затем в трубу на всю ее длину разместили лист из полиуретана толщиной 20 мм и шириной 50 мм. После этого трубу продеформировали на прессе усилием 1 МН до прилегания внутренней поверхности трубы к поверхности листа (фиг.2). Деформированная поверхность после скончания деформации имела плоскую форму. Затем в отмеченных направлениях из участков поверхности, отстоящих от кромок на расстоянии 30 мм, вырезали цилиндрические образцы с начальным диаметром do =

= б мм и длиной L = 61 мм, которые затем испытали на разрывной машине

Instron-11!5, Установлено, что мак1559260 симальнае значение предела прочности соответствует направлению с углом к оси трубы 10 и равно 850 МН/м, а минимальное соответствует -углу 100 и равно 821 МН/и . При этом предел прочности в направлении продольной оси трубы равен 842 М11/MI, т.е. существует явно выраженная анизатропия предела прочности. При расчетах на

L/ прочность изделий из таких труб следует пользоваться максимальным значением предела прочности 851 МН/м

Пример 3. Десять труб из стали 40 наружным диаметром 98 мм и стен- 5 кой толщиной 5 мм и столько же труб из той же стали с наружным диаметром

6?,9 мм и стенкой 10 мм получили с использованием станов винтовой прокатки. На поверхности труб отметили

18 направлений с шагом 10=(фиг.12).

Затем одну из труб размером 98х5 про— деформировали на прессе усилием 1 МН.

Во время деформации внутри трубы разместили оправку из стали 38ХНЗМФА ши- 25 риной 50 мм и толщиной 10 мм. Деформацию осуществляли до припегания внутренней поверхности трубы к поверхности оправки. После этого оправку извлекали, а из трубы в отмеченных 30 направлениях из участков, отстоящих от кромок на расстоянии 10 мм, вырезали цилиндрические образцы с начальным диаметром d = 4 мм и длиной I, = 48 мм. Та же самое проделали с оставшимися трубами, при этом использовали ту же оправку. Вырезку образцов из поверхностей, полученных после деформации труб размером 92 10, осуществляли из участков, отстоящих от 40 кромок на расстоянии 16 мм ° Образцы испытали на машине Instron-1115, Из полученных данных было установлено, что для труб 98 5 мм максимальное значение предела. текучести соответст- 45 вует направлению 11 к аси трубы и равно 366 МН/м, а минимальное соот1 ветствует направлению с углом к оси трубы 101 и равно 350 МН/м . Предел текучести в направлении аси трубы ра- 5д вен 359 МН/м . Для труб с размером

92 «10 мм быпа установлено следующее.

Максимальное значение предела текучести соответствует направлению 12 к оси трубы ч равно 362 МН/и, минималь-55 нае соответствует направлению 102 к аси трубы и равно 350 МН/и, в направлении продольной оси трубы предел текучести равен 358МН/м . Отличие

l свойств в различиях наиравленпях на поверхности трубы необходима учитывать в соответствующих расчетах изделий Hs таких труб.

П р и и е р 4, Трубу диаметром

84 мм и талшиной стенки 10 мм из стали 23Г2А получили с применением станов винтовой прокатки. На поверхности трубы отметили 18 направпений с шагом

10, начиная от продольной оси. Затем о трубу продеформировали на ковачной машине с комбинированными байками, профиль которых имеет в сечении форму треугапьника (фиг.4) с периметром

264 мм. После этого из участков граней трубы, отстоящих от ребер на расстоянии 15 мм, вырезали иилиндричес- кие образцы начальным диаметрам

= 4 мм и длиной L = 45 мм. Образцы испытали растяжением на машине Instron-1115.. Установлено, чта максимальное значечие предела прочности соответствует направлен ю 14С к оси трубы и равно 1180 МН/и, минимальное о соответствует направления 104 к аси трубы и равно 1100 ."П1/м, пре;;ея прочности в направлении продольной оси трубы равен 1156 МН/м . Б рас.четах изделий из таких труб на прочность необходимо пользоваться минимальным

r значением предела прочности 1100 МН/м ., Пример 5. Трубу диаметром

121 мм и стенкой толщиной 20 мм получили с применением станов винтовой прокатки, Материал трубы — сталь 50 Гт

На поверхности трубы отметили 18 направлений с шагом 10, начиная от продольной оси. Затем трубу гродеформировали на кавачнай машине с комбинированными байками, профиль которых имеет в сечении форму равнобедренной трапеции с периметрам 380 мм, длина малого основания катарои равна 110 мм, большого — 180 мм (фиг.5).

Из грани трубы шириной 110 мм на участке, расположенном от прилегающих ребер на расстоянии 30 мм, вырезали цилиндрические образцы начальным диаметром d = 4 мм и длиной Т. =

= 45 мм. Испытывали образцы на разрывной .машине Instron-1115. В результате испытаний было установлено следующее. Максимальное значение предела текучести соответствует направлению с углом ? к продольной оси трубы и равно 480 МН/м, минимальное соответствует направлению 97 и равно 452 МН/м, в направлении прадаль1559260

12 ной оси трубы предел текучести равен

471 МН/м . В расчетах необходимо поль7 зоваться максимальным значением предела текучести равным 480 МН/м .

Пример б. Трубу, имеющую на5 ружный диаметр 108 мм и толщину стенки 14 мм, получили с применением станов винтовой прокатки. Материал трубы — сталь 40Х. На поверхности трубы отметили 18 направлений с шагом 10, начиная от продольной. оси. После этого трубу продеформировали байками, профиль которых имеет форму правильного четырехугольника со стороной

85 мм (фиг.6) . Из всех граней трубы из участков поверхности, расположенных на расстоянии 21 мм от прилегающих ребер вырезали цилиндрические образцы начальным диаметром d = 3 мм и длиной L = 38 мм. Испытание образцов растяжением провели на машине

Instron-ill.5. Установлено, что максимальное значение предела прочности соответствует направлению с углом 15 25 к аси трубы и равно 368 МН/м, минимальное соответствует направлению

100 к оси трубы и равно 350. MH/ì а в направлении продольной оси трубы предел прочности равен 364 NH/м . В 30 расчетах на прочность изделий из таких труб необходимо принималь минимальное значение 350 NH/ì .

Пример 7. Трубу наружным диаметром 140 мм и стенкой 20 мм получили с применением станов винтовой прокатки. Материал -трубы †.сталь 20.

На поверхности трубы отметили 18 направлений с шагом 10, начиная от продольной оси трубы. Затем из трубы 40 на всю ее длину вырезали полосу шириной по наружной окружности трубы

30 мм. После этого трубу с пазом продеформировали на прессе усилием 50 МН до образования двухслойного плоского. 45 участка деформируемой поверхности (фиг.7). Ширина двухслойного участка при этом равнялась 122 мм. Из .этого участка на расстоянии от кромок не менее 30 мм вырезали цилиндрические образцы начальным диаметром d = 5 мм и длиной L = --55 мм. Такие же образцы вырезали в осевом направлении полосы.

Образцы испытали растяжением на машине Instron-1115.

По результатам испытаний установлено следующее.

Максимальное значение предела прочо ности соответствует направлению 5 к продольной оси трубы и равно 432 МН/м

/ минимальное соответствует направлению о

95 к продольной оси трубы и равно

425 МН/м, в направлении оси трубы предел прочности равен 430 MH/м, предел прочности образцов, вырезанных из полосы, равен 432 МН/м . Таким обра1 зом, разность значений предела прочности, определенных в одном направлении в полосе и трубе, не выходит за пале допуска, равное 5 МН/м, поэтому оценивать влияние деформирования трубы с преобразованием поверхности на предел прочности не представляется возможным. В связи с этим имеем право этой погрешностью пренебречь. В расчетах на прочность необходимо принимать меньшее значение предела прочности, равное 425 И1/м .

П р и м е -р 8. Трубу диаметром

133 мм и стенкой толщиной 18 мм получили с использованием станов винтовой прокатки. Материал трубы стальЗОГ, На поверхности трубы отметили 18 направлений с шагом 10, начиная от продольной оси трубы. Из трубы в продольном направлении вырезали полосу шириной по наружному диаметру трубы

30 мм с образованием паза. После этого трубу с пазом продеформировали на прессе усилием 50 NH до образования двухслойной пластины (фиг.8). Паз в трубе расположен в плоскости, параллельной направлению перемещения бойков. Из участков, отстоящих от кромок двухслойной пластины на расстоянии 30 мм, .вырезали образцы начальным диаметром d = 5 мм и длиной L = 55 мм.

Образцы испытаны растяжением на машине Instron"1115. Было установлено следующее. Предел прочности принимает максимальное значение 580 МН/м в на1 правлении 6 к оси трубы и минималь 2 ное, равное 555 MH/ì, в направлении

96 к оси трубы, в направлении же проо дальной оси трубы предел прочности равен 576 МН/м . Предел прочности образцов, вырезанный из полосы по ее продольной оси, равен 580 МН/м . В расчетах на прочность необходимо пользоваться минимальным, полученным значением предела прочности, равным

555 MH/ì .

Пример 9 „Восемнадцать труб диаметром 102 мм и стенкой толщиной

14 мм получили с использованием станов винтовой прокатки. Материал трубы - сталь 50Г2. На поверхности труб! 13 1559 2>,0

1 4 отметили по !8 направлений с шагом о

10, начиная от продольной оси ° После этого из труб в продольном направлении вырезали полосы шириной по наружному диаметру труб 30 мм. Затем

1 одну из труб с пазом. продеформировали на прессе усилием 50 МН между плоскими байками да образования двухслой ной пластины, причем паз располагали в плоскости, параллельной перемещению бойков (фиг.8). После деформации пластина не имела плоскую форму, что не позволяло вырезать образцы. Пластину свернули в цилиндрическую форму с образующей, совпадающей с отмеченным

0 направлением 10 к аси исходной трубы (фиг..9}. После чего в направлении образующей вырезали цилиндрические образцы начальным диаметрам d = 5 мм -и

1 . и длиной Ь = 55 мм. аналогичные операции проделали с оставшимися 17 трубами, при этом образующая цилиндрической фармы совпадала последовательно со всеми отмеченными направления- 25 ми, не повторяясь. Полученные таким образом образцы испытали растяжением на машине Instron-1115. Установлено следующее. Предел текучести принимает максимальное значение в направле- 30 о нии 8 к аси трубы и равен 443 ГБ/м минимальное значение равно 436 ГЯ/м и соответствует направлению 98 к прао дальной аси трубы. В направлении продольной оси трубы предел текучести равен 442 МН/м . В расчетах изделий

2 из таких труб на жесткость следует принимать максимальное значение

443 Мн/м .

Пример 10. Трубу диаметром 40

102 мм и стенкой толщиной 14 мм из стали 45Г2 получили с использованием станов винтовой прокатки. На поверхности трубы отметили 18 направлений с шагом 10, начиная от продольной 45 о оси (фиг.12). После этого из трубы в продольном направлении вырезали полосу шириной по наружному диаметру трубы 30 мм. Затем трубу с пазом продеформировали на прессе 50 ИН между плоскопараллельными байками до образования двухслойной пластины (фиг.8}

После деформирования пластина имела неплоскую форму, что не позволило вы" резать образцы во всех отмеченных направлениях. Пластине придали такую форму, что часть кромки, являющейся в трубе с пазом краями паза, расположили перпендикулярно первоначальпой поверхности пластины и под углом 45 к оставшейся части этой же кромки (фиг.!0). Из образовавшейся поверхности, близкой к кони ескай, в отмеченных направлениях вырезалн образцы цилиндрической формы с начальным диаметром с1 = 5 мм и длиной L ..

55 мм. Такие же образцы вырезали иэ полосы металла в осевом направлении.

Затем образцы испытали растяжением на машине Instron-1115, Установлено, что предел текучести принимает максимальное значение 437 NH/è в направлении

8 к оси трубы, минимальное — 4!7 ИН/и в направлении 98 к продольной оси трубы, а в направлении продольной аси трубы он равен 430 ИН/м . Предел текучести в направлении продольной аси, определенный па образцам, вырезанным из полосы, равен 432 МН/м . В расчетах изделий из таких труб на жесткасть следует принимать максимальное значение 437 М»1/м

Пример 11. Трубу наружным диаметром 55 м и стенкой толщиной 12 мм получили с использованием станов винтовой прокатки. Материал трубы сталь 50Х. На поверхности трубы с шагам 10 отметили 18 направлений, начиная ат продольной аси. Пасла этого трубу нагрели в электропечи сопротивления до 1100 С. Нагретую трубу прадеформировали на прессе усилием 1 NH до образования двухслойной пластины (фиг,1}. После астывания до комнатной температуры в отмеченных направлениях из участка двухслойной пластины, отстоящего от крамок на расстоянии 20 мм, вырезали цилиндрические образцы с начальным диаметром d

= 4 мм и длиной L = 45 мм. Образцы испытали растяжением на машине Instron-1ll5. Установлено, что предел прочности принимает максимальное значение 680 ИН/м и направлении 12 к 2 оси трубы, минимальное — 658 МН/м в направлении 102 к оси трубы, а в направлении продольной оси трубы он принимает значение 672 ИН/м . При расчетах изделий на прочность необходимо принимать минимальное значение предела прочности 658 ИН/и

Формула изобретения

1. Способ определения свойств металлических изделий, включающий вырезку образца из изделия и его испытание

1559260

16 о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности прогнозирования надежности изделий из труб

5 за счет определения анизотропии их свойств, на поверхности трубы отмечают направления вырезки образцов, затем осуществляют деформацию стенки трубы с преобразованием цилиндрической поверхности в плоскую, после чего 10 из стенки трубы вырезают образцы в требуемых направлениях и проводят испытания.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем что деформацию осу» ществляют между плоскопараллельными плитами до образования двухслойной пластины, 3. Способ по пп.1 и 2, о т л и— чающий с я тем, что, с целью

noHbIIHQHHH poCToBepHOCTH H To HooTH pB" зультатов испытаний труб с наружным диаметром 60 мм и отношением диаметра к толщине стенки > 5 перед деформацией вовнутрь трубы на всю ее длину размещают лист из упругого материала.

4. Способ по п.3 о т л и ч а ю— шийся тем, что в процессе дефор-, мирования вовнутрь трубы помещают on- 30 равку в виде плоской пластины шириной 0,5 — 0,97!1(, где R — - внутренний радиус трубы, причем сопротивление деформации матерчала оправки не менее сопротивления деформации материала трубы.

5. Способ по п.1., о т л и ч а юшийся тем, что деформацию осуществляют между плоской плитой и плитой с пазом, причем зазор между пли- 40 тами имеет в сечении форму треугольника с периметром в сечении 2tiR.

6, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что деформацию осуществляют между плоской плитой и плитой с пазом, причем зазор между плита.ми имеет в сечении форму трапеции с периметром ЮК.

7. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что деформаицю осуществляют между двумя плитами, причем в обеих плитах выполняют пазы так, что зазор между плитами в сечении имеет форму четырехугольника с периметром 21R.

8. Способ по пп. 1 — 4, о т л ич а ю шийся тем, что перед деформацией из стенки трубы в осевом направлении вырезают г:олосу с образованием паза.

9. Способ по п.8, о т л и ч а к.шийся тем, что перед деформацией паз располагают в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения плит.

l0. Способ по пп.2 и 9„ о т л и— ч а ю шийся тем, что двухслойной пластине придают цилиндрическую форму так, что образующая поверхность ориен-тирована в направлении вырезки образцов.

11, Способ по пп.2 и 9, о т л и— ч а ю шийся тем, что двухслойной пластине придают такую форму, что часть одной из хромок располагают перпендикулярно поверхности исходной о пластины под углом не более 90 к ос.= тавшейся части этой же кромки.

12. Способ по пп.1 — 11, о т л ив ч а ю шийся тем, что перед деформацией осуществляют нагрев трубы до температуры горячей обработки металлов давлением.

155926U

1559260

Составителв А. Сондор

Редактор В.Данко Техред М.Дидык Корректор 0.111екмар

Заказ 834 Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отко,ц ням црн 1 Е11! (Х;(Т

113035) Москва, Ж-35, Раушская нлб,,, !5

II tl

Производственно-издательский к: .нЪ наг 11атент, г.