Влияние степени деформации на нарушение сплошности сталемедной проволоки при растяжении и кручении / МашТех 2022

Авторы

Шеметова Елена Сергеевна

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Терентьев Дмитрий Вячеславович

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Платов Сергей Иосифович

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Аннотация:

Представлено исследование по определению степени деформации при растяжении и кручении на нарушение сплошности сталемедной проволоки. Получены данные по определению степени деформации при растяжении и скручивании сталемедной проволоки, вызывающие нарушение сплошности ее компонентов. Установлены критические значения степени пластической деформации при растяжении и скручивании сталемедной проволоки, вызывающие нарушение сплошности.

Ключевые слова:

биметаллическая, проволока, нарушение, сплошности, пластическая, деформация, сердечник, оболочка

Основной текст труда

Введение

В мировой практике все большее внимание уделяется применению изделий из композитных материалов. Частным случаем является биметаллическая сталемедная проволока, а также проволока с многочисленными покрытиями. Биметаллическая проволока широко применяется в электротехнической промышленности и подвергается большим напряжениям растяжения и кручения, в частности при соединении ее концов методом скручивания, что сопровождается ее большими пластическими деформациями [1, 2]. Производство биметаллической проволоки требует соблюдения технических условий по толщине и качеству покрытий. Известно, что для каждой конструкции биметаллической проволоки существуют критические вытяжки (минимальная и максимальная), за пределами которых нарушается равномерная пластическая деформация покрытия и сердечника при волочении [3].

В настоящее время практически отсутствуют данные по оценке критической степени пластической деформации, вызывающие нарушение сплошности сталемедной проволоки, в частности расслоение оболочки и сердечника.

Постановка задачи и методы исследования

В настоящей работе поставлена задача по определению степени пластической деформации, при котором происходит расслоение сердечника и оболочки сталемедной проволоки, ухудшающие ее эксплуатационные свойства [4–6].

Деформации подвергались образцы сталемедной проволоки диаметром 6 мм растяжению на разрывной машине ММ-10 и кручению на установке, оснащенной захватами.

Испытание образцов на кручение выполнялось в 2 серии: 1 — при монотонном нагружении образца до разрушения и расслоения его компонентов и 2 — ступенчатом нагружении образцов с перерывом нагружения 24 часа до аналогичного состояния в четыре этапа.

Результаты

Установлено, что расслоение сердечника и оболочки при растяжении происходит, если степень пластической деформации превышает 12–18 %, а при кручении угол скручивания превышает 1,36–1,39 радиан. Большие значения угла скручивания соответствуют суммарному ступенчатому нагружению образцов и связано с явлением релаксации напряжений компонентов проволоки за суточное время перерыва.

Наибольшее расслоение наблюдается в зонах, примыкающих к участкам ее разрушения. Например, при скручивании наблюдаются трещины, шириной до нескольких десятых миллиметров и длиной до 4 мм. Более удаленные зоны от места разрушения характеризуются контактом между компонентами без нарушений сплошности. Некоторые участки характеризовались оболочкой с трещинами перпендикулярно поверхности контакта компонентов.

Выводы

Установлены критические значения степени пластической деформации при растяжении (превышает 12–18 %) и скручивании (угол скручивания превышает 1,36–1,39 радиан) сталемедной проволоки, вызывающие нарушение сплошности. Полученные результаты рекомендуется использовать при проектировании технологических операций, связанных с пластической деформацией сталемедной проволоки при ее растяжении и скручивании.

Литература

Огарков Н.Н., Шеметова Е.С. Определение осевых напряжений в материале оболочки на выходе из волоки методом верхней оценки. Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: сб. науч. тр. Магнитогорск, Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015, с. 9–15.
Огарков Н.Н., Платов С.И., Шеметова Е.С., Некит В.А., Шувет Б.М., Д. Исследование влияния параметров шероховатости сердечника на сцепляемость с оболочкой при волочении сталемедной проволоки. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2016, т. 14, № 2, с. 38–43. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2016-14-2-38-43
Огарков Н.Н., Шеметова Е.С., Бобраков А.Е. Критерий прочности сцепления материалов оболочки и сердечника с учетом напряженно-деформированного состояния во внеконтактной зоне при волочении биметаллической проволоки Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: сб. науч. тр. Магнитогорск, Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2016, с. 110–116.
Шумилин И.М. Условия устойчивого волочения биметаллической проволоки. Сталь, 1977, № 12, с. 1124–1125.
Бояршинов М.И., Бричко Г.А., Белалов Х.Н. и др. Особенности деформации биметаллической проволоки при волочении. В кн. Теория и практика производства слоистых металлов. Магнитогорск, 1971, вып. 80, с. 54–61.
Огарков Н.Н., Шеметова Е.С. Оценка устойчивости пластической деформации оболочки при волочении биметаллической проволоки. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2012, № 1 (37), с. 34–37.