Исследование неоднородности остаточных напряжений по сечению холоднотянутой стальной проволоки

Разработанную методику мы применим в данном разделе для исследования остаточных напряжений в холоднотянутой перлитной проволоке [209]. Холоднотянутая проволока широко применяется, в частности, в качестве канатов для подвесных мостов, металлокорда в автомобильных покрышках, пружин, арматуры строительных конструкций. При этом особенности распределения и уровень остаточных напряжений имеют большое практическое значения [210,211]. Поскольку трещины, рост которых приводит к разрушению, зарождаются как правило на поверхности проволоки, прежде всего важен характер остаточных напряжений в поверхностном слое. Наличие там сжимающих напряжений является положительным фактором, а растягивающих — отрицательным. Задача данного раздела — показать эффективность методики для решения конкретной практической задачи.

Методика эксперимента

Исследуемый материал: простая углеродистая сталь эвтектоидного состава, которую деформировали холодным волочением до разных степеней деформации. В исходном состоянии сталь имела структуру тонкопластинчатого перлита. Особенности процесса деформации описаны в главе 4, в которой представлены результаты изучения структуры данного материала. Исследование, описываемое в настоящем разделе, посвящено изучению конечного состояния холоднотянутого перлита со степенью деформации? = 2.

Чтобы исследовать изменения текстуры и напряженного состояния по глубине от боковой поверхности, проволоку утоняли электролитическим методом в Н3РО4. Для повышения интенсивности отраженного пучка были приготовлены плоские образцы, аналогично работе [203], состоящие из 3 — 4 кусков проволоки, а для того, чтобы заэкранировать часть поверхности, уменьшив тем самым влияние ее кривизны, использовали свинцовый порошок (рис. 5.10).

Зависимости угла и интенсивности дифракции от у измеряли для двух положений оси наклона гониометра, при <�р=0 и 90°. Все измерения проводились для наклонов +у иу, ниже приводятся средние значения. Положение пика для отражений {220} и {211} определяли с помощью позиционно-чувствительного детектора в K"Fe излучении с длиной волны 1.98А. Изменение межплоскостного расстояния получали по измеряемому изменению угла дифракции 0hki с помощью соотношения (dhki — dohki)/dohki =ctg0hki (OhkiOohki), где боны и dohki соответствуют свободному от напряжений кристаллу.

Рис. 5.10. Поперечное сечение плоского образца, составлешю-го из кусков проволоки.

В качестве характеристики текстуры измеряли интегральную интенсивность дифракции для рефлекса {220}, Ьго, как функцию угла у. Чтобы устранить инструментальный фактор, величины интенсивности нормировали на соответствующие величины, полученные на эталонном бестекстурном образце из железного порошка.