Пределы рационального упрочнения конструкционных сталей

Abstract

RU: Цель. Для конструкционных сталей увеличение их прочности целесообразно лишь при условии сопутствующего повышения конструкционной прочности изделий и элементов конструкций, что связано с отсутствием признаков охрупчивания металла в изделиях. Задачей этой работы было установление пределов рационального повышения прочности сталей 40 и 30ХГСА на основе критерия максимальной несущей способности образцов с регламентированным надрезом. Методика. Испытания на растяжение стандартных гладких образцов диаметром 6 мм и образцов с кольцевым надрезом. Результаты. Установлена взаимосвязь условного предела текучести σ0,2 со средним номинальным напряжением разрушения σNF образца с концентратором напряжений при повышении прочности сталей в интервале от 374 МПа до 1533 МПа. Показано, что повышение несущей способности надрезанного образца возможно лишь в том случае, если показатель изломостойкости Br стали превышает определенное критическое значение, равное 1,6…1,8 для данного вида концентратора напряжений. Научная новизна. Впервые показано, что снижение показателя изломостойкости Br ниже критической величины при росте прочности σ0,2 стали служит индикатором достижения предела ее рационального упрочнения, не грозящего проявлением признаков охрупчивания при наличии концентраторов напряжений. Практическая значимость. Установление пределов рационального упрочнения сталей поможет в технологической практике при выборе оптимальной технологии упрочнения стали, а в инженерно-конструкторской практике – связать выбор стали для изделия с повышением его конструкционной надежности.

UK: Ціль. Для конструкційних сталей підвищення їх міцності доцільно лише при умові супровідного підвищенняконструкційної міцності виробів та елементів конструкцій, що пов’язане з відсутністю ознак окрихчення металу у виробах. Завданням цієї роботи було встановлення границь раціонального підвищення міцності сталей 40 і 30ХГСА на основікритерію максимальної несучої здібності зразків з регламентованим надрізом. Методика. Випробування на розтягненнястандартних гладких зразків діаметром 6 мм та зразків з кільцевим надрізом. Результати. Встановлено взаємозв’язок умовної межі текучості σ0,2 з середнім номінальним напруженням руйнування σNF зразка з концентратором напружень при підвищенні міцності сталей в інтервалі від 374 МПа до 1533 МПа. Показано, що підвищення несучої здібності надрізаногозразка можливо лише у тому випадку, якщо показник зламостійкості Br сталі перевищує певне критичне значення, яке дорівнює 1,6…1,8 для даного виду концентратора напружень. Наукова новизна. Вперше показано, що зниження показниказламостійкості Br нижче критичної величини при зростанні міцності σ0,2 сталі слугує індикатором досягнення границі їїраціонального зміцнення, що не погрожує прояву ознак окрихчення при наявності концентраторів напружень. Практичназначимість. Встановлення границь раціонального зміцнення сталей допоможе у технологічній практиці при виборіоптимальної технології зміцнення сталі, а в інженерно-конструкторській практиці – зв’язати вибір сталі для виробу зпідвищенням його конструкційної надійності.

EN: Purpose. For structural steels to increase their strength is only advisable provided concomitant increase structural strength of products and structural elements, due to the lack of metal embrittlement features in products. The objective of this work was to determine the limits of the rational increase strength steels 40 and 30ХГСА based on the criterion of maximum load capacity models with regulated notch. Methodology. Tensile testing of standard samples of smooth 6 mm diameter circular specimens with notch. Findings. The relationship σ0,2 conditional yield strength with an average nominal voltage failure σNF specimens with the stress by increasing the strength of steel in the range from 374 MPa to 1533 MPa. It has been shown that increasing the bearing capacity notched specimen is only possible if the indicator Br break resistance steel exceeds a certain critical value of 1,6...1,8 for this type of stress concentrator. Originality. It was shown that a decrease in break resistance Br below the critical value with an increase in strength σ0,2 become an indicator of reaching the limit of its sound reinforcement, not threatening manifestation of signs of embrittlement in the presence of stress concentrators. Practical value. Establishing the limits of rational hardening steels help in technological practice in the selection of optimal technology of hardening steel, and engineering and design practice - to link the choice of steel products to increase its structural reliability.