Условный предел текучести: Условный предел текучести

Содержание

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВНОГО ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ МЕТАЛЛА ПО КИНЕТИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЕ ВДАВЛИВАНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ИНДЕНТОРА | Матюнин

1. Марковец М. П. Построение диаграммы истинных напряжений по твердости и технологической пробе / Журнал технической физики. 1949. Т. XIX. Вып. 3. С. 371 — 382.

2. Марковец М. П. Определение механических свойств металлов по твердости. — М.: Машиностроение, 1979. — 191 с.

3. Дегтярев В. И. Исследование диаграмм твердости и их связи с механическими свойствами металлов. Автореф. дис.. канд. техн. наук. — М., 1974. — 24 с.

4. Шабанов В. М. Разработка и внедрение метода определения комплекса физико-механических свойств материалов непрерывным вдавливанием. Автореф. дис.. канд. техн. наук. — М., 1988. — 18 с.

5. Бакиров М. Б. Разработка методов и средств контроля механических свойств металла корпуса ВВЭР в процессе эксплуатации по твердости. Автореф. дис.. канд. техн. наук. — М., 1990. — 28 с.

6. Бакиров М. Б., Потапов В. В. Феноменологическая методика определения механических свойств корпусных сталей ВВЭР по диаграмме вдавливания шарового индентора / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. Т. 66. № 12. С. 35 — 44.

7. Матюнин В. М. Индентирование в диагностике механических свойств материалов. — М.: Издательский дом МЭИ, 2015. — 288 с.

8. Шабанов В. М. Сопротивление металлов начальной пластической деформации при вдавливании сферического индентора / Заводская лаборатория.

Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 6. С. 63 — 69.

9. Martens A., Heyn E. Vorrichtung zur vereinfachten Prüfung der kugeldruckharte / Z. VDI. 1908. Bd. 52. N43. S. 1719.

10. Дрозд М. С. Шариковая проба, не зависящая от условий испытаний / Заводская лаборатория. 1958. Т. 24. № 1. С. 74 — 82.

11. Дрозд М. С., Матлин М. М., Сидякин Ю. И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. — М.: Машиностроение, 1986. — 224 с.

12. Пилипчук Б. И. Обзор теорий твердости. — М. — Л.: Стандартгиз, 1962. — 112 с.

13. Матюнин В. М. Методика определения напряжения в области перехода упругой деформации в упругопластическую при растяжении образцов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. №5. С. 54-57.

14. Матюнин В. М. Критические нагрузки и параметры отпечатка в начальной стадии пластического контакта шара с плоской поверхностью металла / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. № 4. С. 62 — 65.

15. Матлин М. М. Методика оперативного контроля модуля нормальной упругости / Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Физико-механические свойства материалов и их экспрессная оценка неразрушающим методом и портативными средствами». — Волгоград: ВГТУ, 1995. С. 27 — 29.

Кривая пластичности при расчете прочности МКЭ

Анализ конструкций при нагрузках, приводящих к пластическим деформациям – это то, с чем часто приходится сталкиваться инженерам при проведении расчетов прочности методом конечных элементов. Для точного выполнения подобных расчетов необходимо правильно задавать механические свойства материалов за пределом текучести.

Кривую пластичности для металлов можно получить с помощью эксперимента на одноосное растяжение образца. Выходными данными экспериментальной установки является диаграмма «сила-удлинение». Как эта информация может быть использована для описания поведения материала? Приблизиться к ответу на этот вопрос можно, разделив значения нагрузки на площадь поперечного сечения образца (инженерные напряжения), а значения удлинения — на начальную длину образца (инженерные относительные деформации). На получившейся диаграмме напряжения-деформация можно выделить два характерных уровня напряжений: условный предел текучести (или просто предел текучести), а также предел временного сопротивления (или предел прочности).

Участок диаграммы от предела текучести до предела прочности называется зоной упрочнения. Напряжения будут продолжать увеличиваться с ростом деформаций до тех пор, пока упрочнение будет компенсировать уменьшение площади поперечного сечения образца. Когда компенсация прекращается в точке предела прочности, последующее растяжение образца сопровождается уменьшением растягивающей силы, вплоть до разрушения образца. Экстремум на кривой соответствует пределу прочности, который возникает в связи с геометрическими эффектами, но не описывает актуального напряженного состояния в образце. Деформация за пределом прочности сопровождается образованием шейки на образце и резким уменьшением поперечного сечения. И хотя усилие падает, напряжения на самом деле растут. Необходимо помнить, что это данные, полученные из испытательной машины.

Если информация об актуальном напряженном состоянии важна, например, при моделировании методом конечных элементов, то для описания поведения материала потребуется уточненный подход.  Рассмотрим, как конвертировать экспериментальные данные для их использования при конечно-элементном моделировании.

Уравнения, связывающие инженерные напряжения (engineering stress) и инженерные относительные деформации (engineering strain) с истинными напряжениями и истинные полными деформациями (true stress – true total strain) действительны вплоть до предела прочности.

В дальнейшем для того, чтобы получить значения истинных напряжений и относительных деформаций, должна быть измерена площадь сечения образца. Как только материал становится пластичным, дальнейшая деформация образца происходит с незначительными изменениями в объеме (коэффициент Пуассона близок к 0,5).  Это позволяет связать изменение длины с изменением площади сечения образца, в результате чего удается перевести инженерные напряжения и инженерные относительные деформации в истинные напряжения и истинные деформации вплоть до предела прочности с помощью следующих уравнений:

 

На рисунке ниже показано сравнение диаграмм инженерных и истинных напряжений:

Как правило, программы для прочностных расчетов, в том числе ANSYS, позволяют задавать зависимость «напряжения-относительные деформации» в виде «истинные напряжения – истинные пластические деформации». В таком случае, данные должны быть конвертированы следующим образом:

Модуль упругости (Modulus) = истинные напряжения, в точке, соответствующей значению предела текучести (TrueStress)/истинные полные деформации в этой же точке (TrueStrain).

Далее, нужно перевести инженерные напряжения и инженерные относительные деформации в истинные напряжения и истинные полные деформации, используя формулы (1) и (2). Затем вычесть истинные упругие деформации из истинных полных деформаций в каждой точке, чтобы определить истинные пластические деформации (истинные пластические деформации (TruePlasticStrain) = истинные полные деформации (TrueTotalStrain) – истинные упругие деформации (TrueElasticStrain)).

Необходимо помнить следующее при анализе и обработке кривой деформации-напряжения:

  1. Прямолинейный участок кривой «истинные напряжения – истинные полные деформации» определяет наклон, или упругую характеристику материала (т.е. на этом участке справедлив закон Гука: Напряжение = Модуль упругости*Деформация)
  2. Истинная пластическая деформация находится путем вычитания из значения полной деформации упругой деформации (истинного напряжения, деленного на модуль упругости).
  3. Истинная полная деформация в точке, соответствующей значению предела текучести, эквивалентна истинной упругой деформации, а истинная пластическая деформация в этой точке равна нулю.
  4. Если программа для прочностного расчета позволяет задать входные данные в виде «истинные напряжения – истинные полные деформации», то первой точкой зависимости должны быть истинное напряжение, соответствующие пределу текучести и истинная полная деформация в этой же точке.
  5. Если программа требует ввода входных данных в виде «истинные напряжения- истинные пластические деформации», то первой точкой зависимости должны быть истинное напряжение, соответствующие пределу текучести и истинная пластическая деформация (равна нулю).
  6. Зависимость истинных напряжений от истинных деформаций вычисляется вплоть до предела прочности. При моделировании можно предполагать, что при достижении этой точки, материал является абсолютно пластичным (т.е. деформации продолжат увеличиваться без увеличения напряжений). Большинство кодов принимают это предположение по умолчанию.

справочник-сталь тонколистовая,

Краткие сведения

Марка 316 — улучшенная версия 304, с дополнением молибдена и немного более высоким никелевым содержанием. Данная композиция делает 316 значительно повышает коррозионное сопротивление в большинстве агрессивных средах. Молибден делает сталь более защищенной от питтинговой и щелевой коррозии в хлористой среде, морской воде и в парах уксусной кислоты. Более низкий показатель общей коррозии в слегка коррозионных средах дает хорошее коррозионное сопротивление в загрязненной и морской атмосфере.

316-я обладает более высокая прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести в более высоких температурах, чем 304. 316 ТАКЖЕ обладает отличными механическими и коррозионными свойствами в под-нулевых температурах. Когда есть опасность коррозии в околошовных сварных зонах , 316L должно быть использовано низко-углеродная марка — 316L. 316 Ti, стабилизированная титаном версия, используется для сопротивления сенсибилизации в течение продолжительного времени в температурном диапазоне 550oC -800oC.

Область применения

Из-за своего выдающегося сопротивления коррозии и окислению, хороших механических свойств и технологичности, 316 имеет приложения во многих секторах промышленности. Некоторые из них включают:

Баки и судна для хранения коррозионных жидкостей.

Специализированное промышленное оборудование в химическом, продовольственном, бумажно-целюлозном, горнодобывающем, фармацевтическом и нефте-химическом секторах экономики..

Архитектурные приложения в очень коррозионных средах.

Химический Состав (ASTM A240)

 
C
Mn
P
S
Si
Cr
Ni
Mo
Ti
316 
316L 
316Ti
0.08 max 
0. 03 max 
0.08 max
2.0 
max
0.045 
max
0.030 
max
1.0 
max
16.0 
to 
18.0
10.0 
to 
14.0
2.00 
to 
3.00
— 
0.5 max 
5X%C

Типичные Свойства в Отожженном Состоянии

Свойства, указанные в этой публикации типичны для производства одного из заводов и не должны быть расценены как гарантируемые минимальные значения для целой спецификации.

1. Механические Свойства при комнатной температуре

 
316
316L
316Ti
 
Типичн
Min
Типичн
Min
Типичн
Min
Rp m
Предел прочности (при растяжении), N/mm2
580
515
570
485
600
515
Rp0,2
Предел Упругости(текучесть), (0. 2 %), N/mm2
310
205
300
170
320
205
удлинение (% in L = 5.65 So)
55
40
60
40
50
40
Твердость по Бринеллю — НВ
165
-
165
-
165
-
Органолептическая проба Эриксена, мм
8 — 10
-
10 — 11
-
-
-
Усталостная прочность, N/mm2
260
-
260
-
260
-

2. Свойства при высоких температурах

Все эти значения относятся только к 316 и 316 Ti . 
Для 316L значения не приводятся, потому что её прочность заметно уменьшается выше 425oC.

Предел прочности при повышенных температурах

Температура,oC
600
700
800
900
1000
Rp m
Предел прочности (при растяжении), N/mm2
460
320
190
120
70

Минимальные величины Предела Упругости (Ползучесть) при высокой температуре (деформация в 1 % за 10 000 часов)

Температура, oC
550
600
650
700
800
Rp1,0
1. 0% пластичная деформация (текучесть) N/mm2
160
120
90
60
20

Максимум, рекомендованных Температур Обслуживания 
(Условия окисления)

Непрерывное воздействие 925oC 
прерывистые воздействия 870oC

3. Свойства в низких Температурах (316)

Температура
oC
-78
-161
-196
Rp m
Предел прочности (при растяжении), N/mm2
N/mm2
400
460
580
Rp0,2
Предел Упругости, (0.2 %),
(условный предел текучести) N/mm2
N/mm2
820
1150
1300
Ударная вязкость
J
180
165
155

4. Сопротивление Коррозии

4.1 Кислотные среды

примеры приводятся для некоторых кислот и их растворов (наиболее общие значения) 

Температура, oC
20
80
Концентрация, % к массе
10 
20
40 
60 
80 
100
10
20
40
60
80
100
Серная Кислота
0
1
2
2
1
0
2
2
2
2
2
2
Азотная Кислота
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
2
Фосфорная Кислота
0
0
0
0
1
2
0
0
1
2
Муравьиная Кислота
0
0
0
1
1
2
0
0
1
1
1
0

Код:
0 = высокая степень защиты    — Скорость коррозии менее чем 100 mm/год 
1 = частичная защита    — Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год 
2 = non resistant    — Скорость коррозии более чем 1000 mm/год 

4.2 Атмосферные воздействия
Сравнение 304-й марки с другими металлами в различных окружающих средах (Скорость коррозии расчитана при 10-летнем подвергании).

Окружающая среда
Скорость коррозии (mm/год)
 
316
Aлюминий -3S
углеродистая сталь
Сельская
0.0025
0.025
5.8
Морская
0.0076
0.432
34.0
Индустриальная Морская
0.0051
0.686
46.2

4.3 Тепловая Обработка

4.3.1 Отжиг.

Высокая температура от 1010oC до 1120 oC и быстрый отпуск (охлаждение) в воздухе или воде. Лучшее сопротивление коррозии получено, когда отжиг при 1070oC, и быстром охлаждении

4.3.2 Отпуск (Снятие напряжения).

Нагрев до 200-400oC с последующим воздушным охлаждением

4.3.3 Горячая обработка (интервал ковки)

Начальная температура: 1150  — 1200oC 
Конечная температура: свыше 900oC
Для нарушения действия, ковка должна быть завершено между: 930 и 980oC

Любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.

Обратите внимание: Время для достижения однородности прогрева дольше для нерж. сталей чем для углеродистых сталей — приблизительно в 12 раз

5. Холодная Обработка

316 / 316L, 304 / 304L являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формовку растяжением, глубокую и ротационную вытяжку.


Механические свойства металлов. Механические свойства сталей. Механические свойства сплавов.

Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость. Зная механические свойства, конструктор обоснованно выбирает соответствующий материал, обеспечивающий надежность и долговечность конструкций при их минимальной массе. Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок.

В зависимости от условий нагружения механические свойства могут определяться при:

  1. Статическом нагружении – нагрузка на образец возрастает медленно и плавно.
  2. Динамическом нагружении – нагрузка возрастает с большой скоростью, имеет ударный характер.
  3. Повторно, переменном или циклическим нагружении – нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и направлению.

Для получения сопоставимых результатов образцы и методика проведения механических испытаний регламентированы ГОСТами.

Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Прочность.

Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.

Испытания проводятся на специальных машинах, которые записывают диаграмму растяжения, выражающую зависимость удлинения образца Δl (мм) от действующей нагрузки Р, то есть Δl = f(P). Но для получения данных по механическим свойствам перестраивают: зависимость относительного удлинения Δl от напряжения δ.

Диаграмма растяжения материала

Рис 1: а – абсолютная, б – относительная; в – схема определения условного предела текучести

Проанализируем процессы, которые происходят в материале образца при увеличении нагрузки: участок оа на диаграмме соответствует упругой деформации материала, когда соблюдается закон Гука. Напряжение, соответствующее упругой предельной деформации в точке а, называется пределом пропорциональности.

Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Предел пропорциональности.

Предел пропорциональностипц) – максимальное напряжение, до которого сохраняется линейная зависимость между деформацией и напряжением.

При напряжениях выше предела пропорциональности происходит равномерная пластическая деформация (удлинение или сужение сечения). Каждому напряжению соответствует остаточное удлинение, которое получаем проведением из соответствующей точки диаграммы растяжения линии параллельной оа.

Так как практически невозможно установить точку перехода в неупругое состояние, то устанавливают условный предел упругости, – максимальное напряжение, до которого образец получает только упругую деформацию. Считают напряжение, при котором остаточная деформация очень мала (0,005…0,05%). В обозначении указывается значение остаточной деформации (σ0.05).

Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Предел текучести.

Предел текучести характеризует сопротивление материала небольшим пластическим деформациям. В зависимости от природы материала используют физический или условный предел текучести.

Физический предел текучести σm – это напряжение, при котором происходит увеличение деформации при постоянной нагрузке (наличие горизонтальной площадки на диаграмме растяжения). Используется для очень пластичных материалов.

Но основная часть металлов и сплавов не имеет площадки текучести.

Условный предел текучести σ0.2 – это напряжение вызывающее остаточную деформацию δ = 0.20%.

Физический или условный предел текучести являются важными расчетными характеристиками материала. Действующие в детали напряжения должны быть ниже предела текучести. Равномерная по всему объему пластическая деформация продолжается до значения предела прочности. В точке в в наиболее слабом месте начинает образовываться шейка – сильное местное утомление образца.

Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Предел прочности.

Предел прочности σв напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец до разрушения (временное сопротивление разрыву).

Образование шейки характерно для пластичных материалов, которые имеют диаграмму растяжения с максимумом. Предел прочности характеризует прочность как сопротивления значительной равномерной пластичной деформации. За точкой В, вследствие развития шейки, нагрузка падает и в точке С происходит разрушение.

Истинное сопротивление разрушению – это максимальное напряжение, которое выдерживает материал в момент, предшествующий разрушению образца (рисунок 2).

Истинное сопротивление разрушению значительно больше предела прочности, так как оно определяется относительно конечной площади поперечного сечения образца.

Истинная диаграмма растяжения

Рис. 2

Fк — конечная площадь поперечного сечения образца.

Истинные напряжения Si определяют как отношение нагрузки к площади поперечного сечения в данный момент времени.

При испытании на растяжение определяются и характеристики пластичности.

Механические свойства металлов, сталей и сплавов. Пластичность.

Пластичностьспособность материала к пластической деформации, то есть способность получать остаточное изменение формы и размеров без нарушения сплошности. Это свойство используют при обработке металлов давлением.

Характеристики:

  • относительное удлинение:

lо и lк – начальная и конечная длина образца;

Δlост – абсолютное удлинение образца, определяется измерением образца после разрыва.

  • относительное сужение:

Fо – начальная площадь поперечного сечения;

Fк – площадь поперечного сечения в шейке после разрыва.

Относительное сужение более точно характеризует пластичность и служит технологической характеристикой при листовой штамповке.

Пластичные материалы более надежны в работе, так как для них меньше вероятность опасного хрупкого разрушения.

Текучести предел условный — Энциклопедия по машиностроению XXL

Для металлов, не имеющих площадки текучести, предел текучести определяют условно как напряжение, при котором остаточная деформация составляет величину, установленную ГОСТом или тех-  [c.94]

Предел текучести Оод (условный) — напряжение, при котором относительное остаточное удлинение образца равно 0,2 %.  [c.39]

В тех случаях, когда на диаграмме напряжений отсутствует явно выраженная площадка текучести, за предел текучести принимается условно величина напряжения, при котором остаточная деформация равна 0,2 %.  [c.121]


Для металлов, не имеющих площадки текучести, предел текучести определяют условно как напряжение, при котором остаточная деформация составляет величину, установленную ГОСТом или техническими условиями. По гост 1497—84 величина остаточной деформации составляет 0,2 % от измеряемой длины образца. Условные пределы текучести отмечают нижним индексом в соответствии с заданной величиной деформации, например оо г.  [c.103]

В 1.9 применительно к идеальному упругопластическому материалу, для реальных материалов можно говорить об условном пределе текучести. Предел прочности Ов определяют также ж для пластических материалов, однако значительное изменение формы образца в области больших деформаций, при которых происходит разрыв, делает эту величину еще более условной, чем предел текучести.  [c.55]

Характеристики многих материалов не имеют плошадки текучести, поэтому для них за предел текучести принимается условное напряжение, при котором остаточная деформация равняется 0,2%. Условный предел текучести обозначается Сто 2, а его практическое определение показано на рис. 11.13.  [c.44]

Следующей, более определенной характеристикой является предел текучести. Под пределом текучести ((Tj) понимается то напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует явно выраженная площадка текучести, за предел текучести принимается условно величина напряжения, при котором остаточная деформация е[c.69]

Высокоуглеродистые и другие стали большой прочности (как и другие материалы, кроме мягкой стали) не дают площадки текучести. Предел текучести для этих сталей принимается условно соответствующим напряжению, при котором остаточное удлинение образца составляет 0,2% или 0,5%-его длины обозначают его и Сто.б-После стадии текучести материал вновь начинает сопротивляться возрастающей нагрузке, наступает так называемая стадия упрочнения.  [c.11]

Таким образом, при повышении скорости ударного деформирования возрастают характеристики прочности для всех исследованных материалов. Наиболее интенсивно растет сопротивление на начальном участке деформирования (верхний и нижний пределы текучести или условный предел текучести 00,2)-  [c.126]


При ограниченных значениях температурных перепадов приспособляемость возможна и в условиях ползучести. Фактически существует некоторая область напряжений и температур, в которой при данной длительности нагружения ползучесть практи- чески не наблюдается. Таким образом, расчет на приспособляемость в условиях ползучести по существу состоит в замене нре- дела текучести некоторым условным пределом ползучести, т. е. напряжением, при котором деформация за данное время при известной температуре пе превысит некоторой малой величины, установленной допуском.  [c.42]

Применительно к расчету турбинных дисков особого внимания заслуживает ползучесть. Как отмечалось, влияние ползучести может быть сведено к сужению области приспособляемости. Замена в расчетных формулах предыдущего параграфа предела текучести некоторым условным пределом ползучести (соответствующим заданным температурам и длительностям нахождения диска под нагрузкой) позволили бы приближенно оценить это влияние.  [c.158]

Типичные для исследованного конструкционного материала температурные зависимости предела текучести и условного предела текучести приведены на рис. 4.50.  [c.216]

Расчет сопротивления циклическому нагружению в соответствии СП. 1.8 производится с учетом асимметрии цикла по амплитудам максимальных условных упругих напряжений цикла, равным произведению местной упругой или упругопластической деформации, определяемой расчетом или экспериментально, на модуль упругости при расчетной температуре при деформациях, не превышающих деформаций предела текучести, значения условных и действительных напряжений совпадают.  [c.220]

Расчеты на прочность деталей теплосиловых установок только по характеристикам статической и длительной статической прочности при высоких температурах являются недостаточными, поскольку ни предел текучести, ни условный предел длительной прочности не отражают в достаточной мере реальных условий нагружения материала в наиболее повреждаемых зонах. Так, например, применение сталей с повышенным пределом текучести для сосудов давления и других элементов с точки зрения сопротивления коррозионной усталости при высокой асимметрии цикла нагружения в ряде случаев не является достаточно технически оправданным [35].  [c.20]

Различают два вида пределов текучести материалов (см. 2.3.1) — физический ст , соответствующий площадке текучести, и условный а 2.  [c.54]

С повышением температуры малоуглеродистых сталей изменяется характер кривых растяжения. При комнатной температуре на кривой наблюдается отчетливо выраженная площадь текучести с повышением температуры она становится меньше и около 300° С исчезает. При отсутствии площадки текучести определяют условный предел текучести.  [c.178]

Основные характеристики механических свойств (а — предел текучести, Оод — условный предел текучести, — временное сопротивление, 8 — сопротивление разрыву, )/, 5 — относительное сужение и удлинение соответственно, Е — модуль упругости и т — показатель деформационного упрочнения), определенные на укороченных образцах с диаметром рабочей части 6…10 мм указанных сплавов, приведены в табл. 7.1. Пределы текучести сплавов были в диапазоне от 9,4 до 41,4 кгс/мм , пределы прочности — от 20,5 до 49,0 кгс/мм , при этом отношение предела текучести к пределу прочности составляло о,46…о,94. На рис. 7.2 показаны начальные участки диаграмм статического растяжения в истинных координатах (а — е) для сплавов  [c.181]

Кривая упрочнения проходит через три характерные точки точку Т (О, 0т), соответствующую началу текучести точку В (eSj, a ,), соответствующую началу образования шейки точку Gf ), соответствующую разрыву образца. Предел текучести равен либо физическому пределу текучести (если на индикаторной диаграмме есть площадка текучести), либо условному пределу текучести сГо,2- Определение е , и [c.169]


Предел текучести наплавленного металла по отечественному и международному стандартам не регламентируют, хотя знание его необходимо при расчете на прочность сварных соединений, поэтому значения пределов текучести представлены в табл. 4.21. Необходимо отметить, что по стандартам Англии, Германии и США предел текучести в условном обозначении электродов регламентируют.  [c.119]

Произведение EF — называется жесткостью поперечного сечения стержня при растяжении или сжатии. Для материалов, у которых диаграмма напряжений не имеет площадки текучести (рис.5.11), предел текучести определяется условно как напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,2% и обозначается через ао 2  [c.68]

Физические и условные пределы текучести. Предел прочности. Построение кривой упрочнения  [c.225]

Физический предел текучести = PJF — условное напряжение, соответствующее нагрузке на уровне площадки текучести, когда деформация образца происходит без увеличения нагрузки (рис. 3.8, а). Условный предел текучести з = -Ро.г/ о условное напряжение, при котором остаточная деформация достигает 0,2%. Последняя характеристика используется для материалов, не имеющих отчетливо выраженной площадки текучести (рис. 3.S, б, в).  [c.81]

Для пластичного материала диаграмма зависимости между касательным напряжением и углом сдвига (характеристика материала при сдвиге), полученная путем соответствующей обработки результатов испытаний на кручение, показана на рис. 5.12. Площадка текучести на этой диаграмме отсутствует. В качестве предела текучести (Тт) условно принимают напряжение, при котором остаточный угол сдвига равен 0,003 радиана.  [c.160]

Большинство металлов не имеет ясно выраженной площадки текучести, тогда за предел текучести принимают условное напряжение, при котором образец получит остаточную деформацию 0,2% первоначальной длины образца, т. е. предел текучести (условный)  [c.97]

При статической нагрузке и пластичных или хрупко-пластичных материалах предел текучести (или условный предел текучести (То,2 для пластичных материалов, диаграммы растяжения которых не имеют площадки текучести).  [c.248]

Сопротивление текучести. Наиболее распространенной характеристикой сопротивления текучести является условный предел текучести при растяжении ао,2, причем ввиду малости изменения сечения оо,2 = 5о,г. Следует подчеркнуть, что при очень многих механических испытаниях, часто считающихся простыми, по существу измеряется не прочность элемента, а прочность тела.  [c.256]

Предел текучести и условный предел текучести 0о,2 служат в качестве расчетных величин для определения размеров конструкций и деталей, подверженных преимущественно статическим нагрузкам.  [c.48]

Если в задачу испытания входит определение условных пределов текучести, предела пропорциональности или модуля упругости, то тогда необходимо провести графическую обработку диаграммы напряжение — удлинение, для которой лучше всего выбрать следующие масштабы [20]  [c.77]

Вслед за нахождением предела пропорциональности устанавливается и предел текучести. При отсутетвии площадки текучести предел текучести принимается условно как напряжение, соответствующее остаточному удлинению, равному 0,2% длины образца.  [c.17]

В случае отсутствия явно выраженной площадки текучести определяют условный предел -екучести а 0,2 по формуле II, 4). Текучесть материала акже регистрируется тормо- ением стрелки силоизмери-я. Предел текучести соответствует опасному состоянию пластичного материала.  [c.97]

Комплекс механических свойств стали Г13Л отличается высоким уровнем как прочностных характеристик, так и пластических. Это является результатом упрочнения стали в зонах повышенной деформации, вследствие чего растяжение образцов стали происходит практически без образования шейки, но с появлением большого количества надрывов и трещин. Диаграмма растяжения поэтому сильно отличается от таковой для углеродистых сталей. В частности, отсутствует площадка текучести и предел текучести рассчитывается условно по заданной деформации.  [c.384]
На рис. 3.46 приведены зависимость условного предела текучести предела длительной прочности за 100 ч и напряжения, соответствующего минимальной скорости ползучести 10 сплавов на основе никеля, дисперсионноупрочненных частицами ThOa при 1093 °С, от степени вытянутости зерен. Последняя определяется как отношение длины зерна в направлении оси напряжения к его ширине. Сплав TD-никель, подвергнутый волочению после литья и отжигу, является поликристаллическим сплавом, состоящим из тонких, вытянутых в одном направлении кристаллов. Из рис. 3.46 следует, что при увеличении степени вытянутости зерен прочность при высокотемпературном растяжении и сопротивление ползучести увеличиваются. Отсюда ясно, что в указанных сплавах интеркристаллитное разрушение, обусловленное зернограничным скольжением и механизмом диффузии,  [c.87]

На рис. 53 схематически показана зависимость условных и истинных напряжений от степени деформации при растяжении образца. В упругой области до предела текучести кривые условных и истинных напряжений пргктически совпадают. После достижения предела текучести-металл начинает деформироваться пластячески и при этом он упрочняется.  [c.123]

Пределы текучести являются условными, так как они определены по условному допуску, например 0,2% остаточного удлинения, независимо от того, каким образом подсчитывались напряжения. Давиденков Н. Н. Как определять предел текучести при изгибе и кручении.— Заводская лаборатория , 1948, № 10, с. 1233-—1236 см. также Кишкина-Ратнер С. И. Предел текучести условный и предел текучести физический (45, т. 3, с. 47—48).  [c.47]

Метод продавливания может быть с успехом использован для испытания пластичных материалов толщиной от 0,1 до 20 мм как на специальных образцах, так и, на целых листах с возможностью косвенного определения условного предела текучести, предела прочности, сопротивления разрыву 5к, сужения шейки, условного и истинного сопротивления срезу и других характеристик [37, 38, 44]. Взаимосвязь между продавливанием и растяжением нарушается, если испытываемый материал дает при про-давливании разрушение путем среза, а при растяжении — путем отрыва. Наиболее распространенной пробой на продавливание является проба по Эриксену [37].  [c.53]

Основ1 ыми характеристиками при испытании материалов на растяжение являются условный предел пропорциональности о , условный предел упругости Оу, условный предел текучести ст,,, условный предел прочности Стд (или временное сопротивление), первоначальная площадь  [c.138]

При отсутствии на диаграмме растяжения зуба и площадки текучести рассчитывают условный предел текучести — напряжение, при котором остаточное удлинение достигает заданной величины, обычно 0,2%, иногда 0,1 или 0,3% и более. Соответственно условный предел текучести обозначается (То,2, Оо,1 или 00,3. Как видно, эта характеристика отличается от условного предела упругости только величиной допуска. Предел теиучести характеризует напряжение, при котором происходит более полный переход к пластической деформации.  [c.141]

Определяемый при кручении предел текучести обычно условный. Это касательное напряжение, вычисляемое по формуле (105), которому соответствует остаточный относительный сдвиг на 0,3% (то,з). Методика определения предела текучести с помощью тензометра аналогична рассмотренной для Тупр. Если масштаб диаграммы кручения таков, что 1 мм по оси деформаций соответствует Y 0,1%, а по оси Мкр —не более 1 кгс/мм касательного напряжения, то условный предел текучести то,з может быть найден графически по диаграмме, так же как Сто,2 при растяжении (см. рис. 91).  [c.193]


Условный предел — текучесть — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Условный предел — текучесть

Cтраница 1


Условный предел текучести — это напряжение, которому соответствует пластическая деформация 0 2 %; его обозначают ( 70 2 — Физический предел текучести стт определяют по диаграмме растяжения, когда на ней имеется площадка текучести.  [2]

Условный предел текучести — напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0 2 % длины участка образца, удлинение которого принимается в расчет при определении указанной характеристики.  [3]

Условный предел текучести и временное сопротивление разрыву ( предел прочности) являются сдаточными характеристиками сталей.  [5]

Условный предел текучести обозначается через а02 и а08 в зависимости от принятой величины допуска на остаточную деформацию. Индекс 0 2 обычно в обозначениях предела текучести опускается. Если необходимо отличить предел текучести на растяжение от предела текучести на сжатие, то в обозначение вводится дополнительный индекс р или с соответственно растяжению или сжатию. Таким образом, для предела текучести получаем обозначения отр и стс.  [6]

Условный предел текучести cr0i2 кгс / мм2 ( н / м2) — напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0 2 % от расчетной длины образца.  [7]

Условный предел текучести определяют также для легированной стали и для ковкого чугуна. С повышением содержания углерода прочность стали повышается, а ее пластичность падает. Это хорошо видно из представленных на рис. 2.46 диаграмм растяжения для качественной конструкционной углеродистой стали нескольких марок.  [8]

Условный предел текучести a0i2 является напряжением, при котором остаточное удлинение образца составляет 0 2 % его начальной длины.  [9]

Условный предел текучести — растягивающая нагрузка, при которой остаточное удлинение образца составляет 0 2 % его первоначальной расчетной длины.  [10]

Условный предел текучести ст0 2 определяется графическим способом. Для этого значения полного и остаточного удлинений откладываются в прямоугольных координатах в зависимости от соответствующих ступеней нагружения. В результате получаются схематически показанные на рис. 27 кривые. На расстоянии 0 2 % остаточного удлинения проводится прямая, параллельная прямой Гука.  [11]

Условный предел текучести определяют также для легированной стали и для ковкого чугуна. С повышением содержания углерода прочность стали повышается, а ее пластичность падает. Это хорошо видно из представленных на рис. 2.44 диаграмм растяжения для качественной конструкционной углеродистой стали нескольких марок.  [12]

Условный предел текучести определяют также для легированной стали и ковкого чугуна. С повышением содержания углерода прочность стали повышается, а ее пластичность падает. Это хорошо видно из представленных на рис. 2.41 диаграмм растяжения, для качественной конструкционной углеродистой стали нескольких марок.  [13]

Условный предел текучести а 2 широко применяют в расчетах на прочность. При дальнейшем нагружении пластическая деформация все больше увеличивает-ся, равномерно распределяясь по всему объему образца. В точке В нагрузка достигает максимального значения, в наиболее слабом месте образца начинается образование шейки — сужения попе — f речного сечения, деформация из равно — 54 диаграмма истинных мерной переходит в местную.  [14]

Страницы:      1    2    3    4    5

Опыт проведения измерения механических характеристик металла

Продление срока службы металла энергетического оборудования осуществляется на основании анализа результатов неразрушающего и разрушающего контроля различными методами. Основные требования к методам и оценке результатов контроля полученных этими методами изложены в «Типовой инструкции по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций» (РД 10-577-03). Наиболее важные характеристики для оценки служебных свойств металла получаются на основании металлографического контроля и контроля механических характеристик при рабочей и комнатных температурах. Для оценки прочностных характеристик необходимо знать временное сопротивление разрыву, условный предел текучести, для оценки пластических свойств отношения предела текучести к временному сопротивлению разрыву, относительное конечное удлинение.

Была поставлена задача получить эти характеристики без вырезок непосредственно на объектах. Для этих целей был применён измеритель механических характеристик ПИМ-ДВ-1, который позволяет проводить прямые измерения механических характеристик металла оборудования.

Принцип работы прибора основан на регистрации в реальном масштабе времени процесса упругопластического контактного деформирования металла в виде диаграмм в координатах нагрузка-перемещение, нагрузка-время, перемещение-время при непрерывном вдавливании сферического индентора. Диаграмма вдавливания наиболее полно и объективно характеризует прочностные, упругие и пластические свойства материала при данном виде испытания и лежит в основе определения целого комплекса механических характеристик: условного предела текучести σ02 , временного сопротивления σв , твёрдости по шкалам Бринелля НВ и Виккерса HV, относительного конечного удлинения δ5 , поперечного сужения Ψк , равномерной деформации δрав, кривой упрочнения в координатах напряжение σi – деформация ɛi.

На рисунке 1 приведены результаты сравнительных неразрушающих испытаний образцов на ПИМ-ДВ-1 и разрушающих испытаний на испытательной машине ЦД 10/90. Значения механических характеристик полученных на ПИМ-ДВ-1 и на испытательной машине совпадают, и могут быть приняты для оценки прочностных свойств металла.

В процессе подготовки прибора к испытаниям на оборудовании было проведено сравнение результатов механических испытаний на одних и тех же образцах на разрывной машине и ПИМ-ДВ-1.

Сравнительному испытанию подвергались образцы из сталей: 34ХНЗМ, 30ХМА, Ст. 20, 15Х1М1Ф, 12Х13, 12Х1МФ, Ст. 35, 09Г2С, 38Х2МЮА, 20Х1М1Ф1ТР, 12Х13Ш, 30Х2НМФА, 20Х12ВНМФ, АМЦ 9-2 (бронза), титановый сплав ПТ-3ВМ, 34ХНЗМ, всего более 124 образцов. Условно результаты испытаний можно разделить на две группы. Первая группа результатов, где значения полученные на разрывной машине и ПИМ-ДВ-1 практически совпадают. Вторая группа результатов, где значение механических характеристик различаются. Отклонения по σ02достигают 27%, а в некоторых случаях и более. Образцы, которые вошли в первую группу по результатам испытаний, в основном были изготовлены из деталей полученных методом литья и поковки. Во второй группе оказались образцы из проката. Было сделано предположение, что разница в результатах аналогична разнице испытаний вдоль и поперек проката. После доработки образцов для ПИМ-ДВ-1 испытания проводились с таким расчетом, чтобы оси векторов нагрузки при испытании на разрывной машине и ПИМ-ДВ-1 совпадали. Результаты испытаний проведенные с этим учетом показали, что отклонения величин составили не более 5-7 %.

Далее на объектах с помощью ПИМ-ДВ-1 проводился контроль механических характеристик металла барабанов котлов, основного металла, зон термического влияния и наплавленного металла сварных соединений паропроводов, корпусов стопорных клапанов турбин.

На рис. 2-4 приведены фотографии иллюстрирующие применение ПИМ-ДВ-1 для контроля барабанов котлов из стали 22К и 16ГНМ и металла гибов паропроводов на электростанции, при работающем рядом оборудовании. Наиболее уязвимым блоком оказался Ноутбук. Для его нормальной работы пришлось организовывать обдув корпуса, клавиатуры сжатым воздухом. В Таблице-1 приведены результаты испытаний.

Таблица-1

Наименование

оборудования

Предел

текучести σ02

МПа

Предел

прочности σв

МПа

Твердость,

НВ

Отношение σ02/ σв

Относ.

конечное

удлинение δ5

%

Пластическая деформация ɛi

%

Барабан из стали 22К (производ. 220 т/час)

202

356

108

0,57

37

15,9

Барабан из

стали 16 ГНМ

270

427

134

0,63

32

10,6

Гиб паропровода из стали 12Х1МФ

380

490

161

0,78

24

8,9

Полученные результаты послужили основанием для поверочного расчета элементов барабанов, а также оценить пластические свойства металла обечаек.

На рис. 2 приведено различное положение измерительной головки в барабанах (в нижнем положении и под углом 45 град. к вертикали). Разница в установке головки не сказалась на значениях результатов в нашем случае.

С помощью ПИМ-ДВ-1 проводились также испытания лопаток газовых турбин в лабораторных условиях. Результаты приведены в Таблице-2.

Механические характеристики лопаток, номера клейм – 1, 2, 3, 4, 5 оцениваются как удовлетворительные. Механические характеристики лопатки, номер клейма – 6, имеют низкое значение по пластичности. Это подтверждается наличием карбидов на микрошлифе этой лопатки (Рис. 5). Карбиды металлов расположены преимущественно цепочками по границам зерен. Отмечено наличие нитридов титана. Такое распределение карбидов объясняет и более высокую твердость металла этой лопатки. Это также объясняет и более низкие пластические свойства металла лопатки клейма – 6.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Таблица 2

клейма

Предел текучести, МПа

Предел прочности, МПа

Твердость НВ

Твердость НV

Относительное конечное удлинение, %

Пластическая деформация, %

1

696

830

253

255

18

2,4

2

751

881

267

270

17

2,1

3

713

846

257

259

18

2,3

4

736

868

263

266

18

2,2

5

622

762

236

237

20

3,0

6

1100

1218

358

371

13

1,0

  • Р.Л. ТВД т/а 83 I ступень, металл — ХН65ВМТЮ (ЭИ893) по ГОСТ5632-72 присвоено клеймо – 1;

  • т/а 22, металл — ХН65ВМТЮ (ЭИ893) по ГОСТ5632-72, присвоено клеймо – 2;

  • Р.Л. ТНД т/а 83 I ступень, металл — 16Х11Н2В2МФ (ЭИ962А) по ГОСТ5632-72, присвоено клеймо – 3;

  • Р.Л. ТВД т/а 22 III ступень, металл — 20Х12ВНМФ (ЭП428) по ГОСТ5632-72, присвоено клеймо – 4;

  • т/а 11, металл — 20Х12ВНМФ (ЭП428) по ГОСТ5632-72, присвоено клеймо – 5;

  • т/а 11, металл — ХН65ВМТЮ (ЭИ893) по ГОСТ5632-72, присвоено клеймо – 6.

Рис.1

Сравнительные неразрушающие испытания образцов на ПИМ-ДВ-1 и разрушающие испытания на испытательной машине ЦД 10/90


Рис.4 Проведение измерений механических характеристик металла на гибе паропровода.


Рис.6 Микроструктура металла барабана из стали 16 ГНМ (М:1500)

Рис.7 Микроструктура металла барабана из стали 22К (М:1500)

На рисунках 6 и 7 приведены микроструктуры металла барабанов котлов, изготовленных из стали 16ГНМ и 22К. Значения механических характеристик металла барабанов, измеренных с помощью ПИМ-ДВ-1 (Таблица-1) указывают на низкие прочностные свойства металла барабана изготовленного из стали 22К. Это подтверждается состоянием микроструктуры металла.

В результате длительной эксплуатации барабана (год изготовления барабана 1934 г.) произошла деградация металла с выделением отдельных глобулей структурно свободного графита и сфероидизацией перлита соответствующей 5 баллу по ОСТ 34-70-690-96 «Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации». По состоянию металла барабана котла, котёл был выведен из эксплуатации и демонтирован.

В случае испытаний механических характеристик лопаток, сравнительные испытания на разрывной машине не проводились, из-за невозможности их проведения. Порядок значений величин механических свойств металла, при испытании лопаток подтверждался состоянием микроструктур металла. Так, например, низкие пластические свойства металла лопатки (клеймо №6) и высокое значение твердости, полученное при измерении на ПИМ-ДВ-1 подтверждается наличием карбидов металла и их распределением в микроструктуре приведенной на рис.5.

В лабораторных условиях проводился контроль механических характеристик при рабочей температуре вырезки паросборного коллектора из стали 12Х1МФ проработавшей 250 000 часов. Во всех случаях в зоне проведения контроля прибором ПИМ-ДВ-1 проводилась оценка состояния микроструктуры металла. По результатам анализа применения ПИМ-ДВ-1 сделан вывод о том, что прибор может быть применён для контроля механических характеристик на объектах энергетического оборудования.

Для контроля механических характеристик металла в диапазоне рабочих температур выше 300С требуется конструктивная доработка прибора с целью защиты измерительной головки от воздействия высокой температуры. В настоящее время разработчиками прибора решается эта проблема.

Выводы:

  1. Измеритель механических характеристик ПИМ-ДВ-1 может применяться для оценки механических свойств металла элементов энергетического оборудования как в лабораторных условиях, так и в производственных.

  2. Для проведения контроля механических свойств металла при рабочих температурах требуется доработка прибора с целью зашиты измерительной головки от воздействия высокой температуры.

ЛИТЕРАТУРА:

  1. РД 10-577-03 «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций».

  2. ОСТ 34-70-690-96 «Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации».



К списку

Предел пропорциональности — Instron

Предел пропорциональности — это точка на кривой напряжения-деформации, где область линейной упругой деформации переходит в область нелинейной пластической деформации. Другими словами, предел пропорциональности определяет наибольшее напряжение, которое прямо пропорционально деформации. Точку перехода можно рассчитать по заданному процентному изменению наклона. Поскольку пропорциональный предел не требуется многими стандартами тестирования, он часто используется в образовательных целях, а не на практике в индустрии тестирования материалов.

Чем предел пропорциональности отличается от предела эластичности?

Предел упругости — это наибольшее напряжение, которое может быть приложено к материалу, не вызывая пластической (остаточной) деформации. Для многих материалов предел упругости эквивалентен или почти эквивалентен пределу пропорциональности. Для других материалов, таких как эластомеры, зависимость напряжения от деформации является нелинейной, и материал все еще будет находиться в пределах своей упругой области еще долгое время после того, как он пройдет через свой предел пропорциональности.Предел упругости — это, по сути, теоретическое значение, которое трудно определить с помощью универсальной испытательной машины, и по этой причине оно используется в основном в образовательных целях, а не на практике в индустрии тестирования материалов.

Чем предел пропорциональности отличается от предела текучести?

Подобно пределу упругости, предел текучести материала также может выходить за пределы пропорционального предела материала. В отличие от предела упругости, предел текучести на кривой зависимости напряжения от деформации был определен стандартами испытаний ASTM и ISO.В зависимости от напряженно-деформационного поведения материала при текучести выбранный стандарт определяет предпочтительный расчет текучести. Например, стандарты испытаний металлов (ASTM E8 или ISO 6892) стандартизировали выход смещения 0,2%, что позволяет металлургической промышленности объективно оценивать различные металлы относительно друг друга. Кривая напряжения-деформации ниже отображает разницу между пределом пропорциональности (изменение наклона 4%) и пределом текучести смещения 0,2% при испытании металлов.

Прочность на разрыв — обзор

9.4.4 Прочность на растяжение

UTS — несколько устаревший, но хорошо описывающий эквивалент, кратко современный, экономичный, предел прочности на разрыв (TS). Это свойство композита, состоящее из (1) предела текучести плюс (2) дополнительного упрочнения от наклепа во время пластической деформации материала перед разрушением. Эти два компонента делают его поведение более сложным для понимания, чем поведение только предела текучести или пластичности.

TS равняется пределу текучести, или пределу прочности, когда (1) нет пластичности, как показано на рисунке 2.47 и рис. 9.20, и (2), когда деформационное упрочнение равно нулю. Условие нулевого наклепа встречается реже, но часто возникает при высоких температурах, когда скорость восстановления равна или превышает скорость упрочнения.

Проблема определения TS литого материала заключается в том, что результаты часто бывают разрозненными. Проблемы, связанные с этим разбросом, важны и подробно рассматриваются в Разделе 9.2 «Статистика отказов». Раздел 9.2 настоятельно рекомендуется прочитать.

Обычно для данного сплава в заданном состоянии термообработки предел текучести является фиксированным. Таким образом, по мере увеличения пластичности (например, за счет использования более чистого металла или более быстрого затвердевания) TS обычно увеличивается, потому что с дополнительным удлинением пластика деформационное упрочнение теперь имеет возможность накапливаться и, таким образом, повышать прочность. Эффект снова очевиден на рис. 2.47. Для литого алюминиевого сплава Hedjazi et al. (1975) показывают, что TS увеличивается за счет уменьшения количества дефектов, как показано на рисунке 9.28. Отклик TS в основном обусловлен увеличением пластичности, как видно из линейного отклика, и сдвигом свойств в основном вправо, а не просто вверх, для более чистого материала.

Рисунок 9.28. Механические свойства сплава Al-4.5Cu-1.5Mg в нефильтрованном и фильтрованном состояниях, демонстрирующие сильную реакцию пластичности.

Данные Hedjazi et al. (1975).

Ожидается, что значительно большее влияние пористости слоя на пластичность будет дополнять меньшее влияние из-за потери площади на общий отклик TS.На рисунке 9.11 показано снижение TS и удлинение в системах сплавов Mg-Zn, где ухудшение свойств невелико. На рис. 7.34 TS сплава Al-11,5 Mg показывает более серьезные сокращения, особенно когда пористость имеет форму слоев, перпендикулярных приложенному напряжению. Даже в этом случае уменьшение не столь серьезное, как можно было бы ожидать, если бы слои были трещинами, что подчеркивает их природу как «сшитые» или «прихваточные» трещины, как описано в разделе 9.3.2.4.

Когда слои ориентированы параллельно направлению приложенного напряжения, тогда, как и можно было ожидать, Поллард (1965) показал, что пористость слоя даже до 3% по объему оказывает практически незаметное влияние на свойства.

Наконец, очевидно, что трещины или пленки, занимающие большую часть поперечного сечения отливки, будут очень вредными для TS, как и для пластичности. Само собой разумеющееся общее понимание того, что TS падает до нуля по мере того, как трещина занимает все большую часть исследуемой площади, количественно выражено Клайном и Дэвисом (1975) на Рисунке 9.12.

11.8: Условия текучести Tresca — Engineering LibreTexts

Напряженное состояние при одноосном растяжении стержня зависит от ориентации плоскости, в которой разрешаются напряжения.В главе 2 было показано, что напряжение сдвига \ (\ tau \) на плоскости, наклоненной к горизонтальной плоскости на угол \ (\ alpha \), составляет

\ [\ tau = \ frac {1} {2} \ sigma_ {11} \ sin 2 \ alpha \]

, где \ (\ sigma_ {11} \) — одноосное растягивающее напряжение, см. Рисунок (\ (\ PageIndex {1} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): касательные и нормальные напряжения при произвольном разрезе.

Максимальный сдвиг возникает, когда \ (\ sin 2 \ alpha = 1 \) или \ (\ alpha = \ frac {\ pi} {4} \). Таким образом при одноосном растяжении

\ [\ tau _ {\ text {max}} = \ frac {\ sigma_ {11}} {2} \]

Распространяя анализ на трехмерный случай (см., Например, Fung), максимальные напряжения сдвига на трех плоскостях сдвига равны

\ [\ tau_1 = \ frac {| \ sigma_1 — \ sigma_2 |} {2}, \ quad \ tau_2 = \ frac {| \ sigma_2 — \ sigma_1 |} {2}, \ quad \ tau_3 = \ frac {| \ sigma_3 — \ sigma_1 |} {2} \]

, где \ (\ sigma_1 \), \ (\ sigma_2 \), \ (\ sigma_3 \) — главные напряжения.В 1860 году французский ученый и инженер Анри Треска выдвинул гипотезу о том, что пластичность материала происходит, когда максимальное напряжение сдвига достигает критического значения

.

\ [\ tau_o = \ text {max} \ left \ {\ frac {| \ sigma_1 — \ sigma_2 |} {2}, \ frac {| \ sigma_2 — \ sigma_3 |} {2}, \ frac {| \ sigma_3 — \ sigma_1 |} {2} \ right \} \]

Неизвестная постоянная может быть откалибрована с помощью одноосного испытания, для которого справедливо уравнение (11.4.9). Следовательно, при yield \ (\ tau_o = \ sigma_y / 2 \) и условие доходности Tresca принимает вид

\ [\ text {max} \ {| \ sigma_1 — \ sigma_2 |, | \ sigma_2 — \ sigma_3 |, | \ sigma_3 — \ sigma_1 | \} = \ sigma_y \]

В пространстве главных напряжений условие текучести Трески представлено призматической трубкой с открытым концом, пересечение которой с октаэдрической плоскостью представляет собой правильный шестиугольник, см. Рисунок (\ (\ PageIndex {2} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Представление условия текучести Трески в пространстве главных напряжений.

Для плоского напряжения пересечение призматической трубы с плоскостью \ (\ sigma_3 = 0 \) образует знакомый шестиугольник Tresca, показанный на рисунке (\ (\ PageIndex {3} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): шестиугольник Трески, вписанный в эллипс фон Мизеса.

Влияние гидростатического давления на текучесть можно легко оценить, учитывая \ (\ sigma_1 = \ sigma_2 = \ sigma_3 = p \).Тогда

\ [\ sigma_1 — \ sigma_2 = 0 \]

\ [\ sigma_2 — \ sigma_3 = 0 \]

\ [\ sigma_3 — \ sigma_1 = 0 \]

В этом напряженном состоянии и критерий текучести фон Мизеса (уравнение ()), и критерий Трески (уравнение ()) предсказывают отсутствие текучести.

Условное картирование идентифицированных локусов количественных признаков для концентрации белка в зерне, выражающихся независимо от урожайности зерна канадской твердой пшеницы

Front Plant Sci.2021; 12: 642955.

, 1, * , 2, * , 1 , 2 , 1, , 1 , 3 , 1, , 1 , 2, , 4 и 1

Yuefeng Ruan

1 Swift Current Research and Development Center, Agriculture and Agri-Food Canada , Swift Current, SK, Canada

Bianyun Yu

2 Развитие водных и сельскохозяйственных ресурсов, Национальный исследовательский совет Канады, Саскатун, SK, Канада

Рон Э.Нокс

1 Центр исследований и разработок Свифт Каррент, Сельское хозяйство и агропродовольствие Канада, Свифт Каррент, Южная Каролина, Канада

Вентао Чжан

2 Развитие водных ресурсов и ресурсов сельскохозяйственных культур, Национальный исследовательский совет Канады, Саскатун, Южная Каролина, Канада

Ашиш К. Сингх

1 Центр исследований и разработок Swift Current, сельское хозяйство и агропродовольствие Canada, Swift Current, SK, Canada

Richard Cuthbert

1 Центр исследований и разработок Swift Current, сельское хозяйство и Agri-Food Canada, Swift Current, SK, Canada

Pierre Fobert

3 Aquatic and Crop Resource Development, National Research Council Canada, Ottawa, ON, Canada

Ron DePauw

1 Swift Current Research and Development Center, Agriculture and Agri-Food Canada, Swift Current, SK, Canada

Samia Berraies

1 Swift Current Resea rch and Development Center, Сельское хозяйство и агропродовольствие Canada, Swift Current, SK, Canada

Andrew Sharpe

2 Развитие водных и сельскохозяйственных ресурсов, Национальный исследовательский совет Канады, Саскатун, Южная Каролина, Канада

Бин Сяо Фу

4 Лаборатория исследований зерна, Канадская комиссия по зерну, Виннипег, МБ, Канада

Джатиндер Санга

1 Центр исследований и разработок Свифт Каррент, Сельское хозяйство и агропродовольствие Канада, Свифт Каррент, Южная Каролина, Канада

1 Центр исследований и разработок Свифт Каррент, Сельское хозяйство и агропродовольствие Канада, Свифт Каррент, СК, Канада

2 Развитие водных и сельскохозяйственных ресурсов, Национальный исследовательский совет Канады, Саскатун, СК, Канада

3 Водные ресурсы и ресурсы сельскохозяйственных культур Развитие, Национальный исследовательский совет Канады, Оттава, Онтарио, Канада

4 Лаборатория исследования зерна, Канадская комиссия по зерну, Виннипег, MB, Канада

Отредактировал: Луиджи Каттивелли, Совет сельскохозяйственных и экономических исследований, Италия

Рецензировал: Филиппо Мария Басси, Международный центр сельскохозяйственных исследований в засушливых регионах (ИКАРДА), Марокко; Сюэхуэй Ли, Государственный университет Северной Дакоты, США; Джакомо Манджини, Итальянский национальный исследовательский совет, Италия

Эта статья была отправлена ​​в раздел «Селекция растений» журнала Frontiers in Plant Science

† Эти авторы внесли равный вклад в эту работу

‡ Текущий адрес: Ашиш К.Сингх, Департамент агрономии, Университет штата Айова, Эймс, Айова, США

Рон ДеПау, Advancing Wheat Technologies, Калгари, AB, Канада

Эндрю Шарп, Глобальный институт продовольственной безопасности, Саскатун, Южная Каролина, Канада

Получено 2020 Dec 17; Принято 2021 февраля 26.

Copyright © 2021 Руан, Ю, Нокс, Чжан, Сингх, Катберт, Фоберт, ДеПау, Беррейс, Шарп, Фу и Сангха.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY).Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора (авторов) и правообладателя (ов) и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой. Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.

Реферат

Концентрация белка в зерне (GPC) является важным признаком в развитии твердых сортов, как главный определяющий фактор пищевой ценности зерна и качества конечного продукта.Однако сложно одновременно выбрать и GPC, и урожай зерна (GY) из-за отрицательной корреляции между ними. Чтобы охарактеризовать локусы количественных признаков (QTL) для GPC и понять генетическую связь между GPC и GY у твердой пшеницы Канады, мы выполнили как традиционное, так и условное картирование QTL с использованием популяции удвоенных гаплоидов (DH) из 162 линий, полученных из Pelissier × Strongfield. Популяция выращивалась в поле более 5 лет, и был измерен GPC. QTL, способствующий GPC, был обнаружен на хромосомах 1B, 2B, 3A, 5B, 7A и 7B с использованием традиционного картирования.Один основной QTL на 3A ( QGpc.spa-3A.3 ) последовательно выявлялся в течение 3 лет, составляя 9,4–18,1% фенотипической дисперсии, с благоприятным аллелем, происходящим от Пелисье. Другой основной QTL на 7A ( QGpc.spa-7A ), обнаруженный через 3 года, объясняет 6,9–14,8% фенотипической дисперсии с помощью полезного аллеля, полученного из Strongfield. Сравнение QTL, описанного здесь, с результатами, о которых сообщалось ранее, привело к идентификации одного нового основного QTL на 3A ( QGpc.spa-3A.3 ) и пять новых второстепенных QTL на 1B, 2B и 3A. Четыре QTL были общими для традиционного и условного сопоставления, причем QGpc.spa-3A.3 и QGpc.spa-7A были обнаружены в нескольких средах. QTL, идентифицированные условным картированием, были независимыми или частично независимыми от GY, что делало их очень важными для развития высоких GPC и высокоурожайных твердых сортов.

Ключевые слова: условное картирование , локусы количественных признаков, концентрация белка в зерне, твердая пшеница, урожай зерна

Введение

Твердая пшеница [ Triticum turgidum L.subsp. durum (Desf.) Husn.], Является экономически важной культурой из-за ее уникальных характеристик, которые способствуют производству манной крупы для производства макаронных изделий и других традиционных продуктов, таких как лепешки, кус-кус и булгур (Giraldo et al., 2016) . Концентрация белка в зерне (GPC) является важным признаком развития сорта твердой пшеницы. Это главный фактор, определяющий пищевую ценность зерна, реологические свойства теста для изготовления макаронных изделий, качество конечного продукта и, следовательно, экономическую ценность урожая.GPC — это сложный количественный признак, контролируемый множеством геномных локусов, которые взаимодействуют друг с другом (Nigro et al., 2019). Отбор твердых сортов пшеницы с высоким содержанием ГПХ также затруднен влиянием окружающей среды в той или иной степени. Следовательно, для скрининга GPC в программах разведения требуется несколько комбинаций генотипа и окружающей среды. Одновременный выбор GPC и урожайности зерна (GY) затруднен из-за отрицательной корреляции, часто наблюдаемой между этими двумя признаками в большинстве генетических фонов и условий выращивания (Blanco et al., 2002, 2006; Groos et al., 2003; Богард и др., 2011). Однако изменение отрицательной корреляции было продемонстрировано одновременным выбором для GPC и GY (DePauw et al., 2007).

Понимание генетической основы GPC у сортов в их целевой среде является ключом к внедрению селекции с помощью маркеров (MAS) в программах селекции твердых сортов для поддержания или улучшения качества зерна. Исследования, проведенные для анализа генетической основы GPC у твердых сортов пшеницы, выявили локусы количественных признаков (QTL) почти на всех хромосомах, как обобщено Kumar et al.(2018). Среди сообщенных QTL некоторые показали серьезные эффекты, в то время как многие вызвали незначительные эффекты. Кроме того, большинство идентифицированных QTL были экологически зависимыми и нестабильными в различных средах. Хорошо известным QTL для GPC является Gpc-B1 на хромосоме 6BS. Аллель с высоким GPC этого QTL был идентифицирован из дикого тетраплоидного ( Triticum turgidum L. ssp. dicoccoides ) образца FA-15-3, происходящего из Израиля (Avivi, 1978). Gpc-B1 был картирован на хромосоме 6BS, что составляет 66% дисперсии GPC (Joppa et al., 1997; Olmos et al., 2003). Предковый дикий аллель GPC-B1 кодирует фактор транскрипции NAC (NAM-B1) и связан с повышенной концентрацией белка зерна, Zn и Fe, а также ускоряет старение флаговых листьев у пшеницы (Uauy et al., 2006) . Современные сорта пшеницы несут нефункциональный аллель NAM-B1, а функциональный аллель Gpc-B1 интрогрессирован в элитные сорта твердой и мягкой пшеницы (Chee et al., 2001; Tabbita et al., 2017; Bokore et al. ., 2019). Однако аллель GPC-B1 дикого типа имеет большее отрицательное влияние на компоненты урожая твердой пшеницы в дополнение к нежелательному эффекту увеличения концентрации золы манной крупы (Tabbita et al., 2017).

Анализ картирования QTL GPC часто проводился без учета компонентов GY и урожайности. Однако некоторые недавние исследования, в которых одновременно учитывались компоненты GY и урожайности, привели к идентификации локусов GPC без отрицательного воздействия на признаки, связанные с урожайностью (Blanco et al., 2002, 2012; Супрайоги и др., 2009; Рапп и др., 2018; Нигро и др., 2019). Например, несколько исследований идентифицировали GPC QTL без отрицательного воздействия на GY путем картирования отклонения белка зерна (GPD), полученного из регрессии GPC, и урожайности в разнообразной панели твердых сортов (Rapp et al., 2018; Nigro et al., 2019) . Такие локусы полезны для одновременного генетического улучшения GPC и GY. Статистическая процедура, предложенная Чжу (1995), использовалась для анализа условных генетических эффектов для отдельных признаков развития, в которой применяется тот же статистический принцип, что и подход GPD (Rapp et al., 2018; Nigro et al., 2019) для анализа коррелированных признаков, включая белок зерна и урожайность. Этот условный анализ используется для оценки значений признаков на основе отсутствия вариаций в генетически коррелированных признаках, метод, который очень похож на оценку скорректированных значений в ковариационном анализе, исключающий влияние коррелированных признаков на генетические эффекты QTL для целевых черты (Zhao et al., 2006). Эта модель получила дальнейшее развитие для анализа вклада каждого составляющего признака в сложный признак, а также для анализа генетической взаимосвязи между близкородственными признаками.Условное картирование QTL успешно использовалось для оценки эффектов QTL на целевые признаки в зависимости от их составляющих признаков, таких как урожай зерна риса (Guo et al., 2005) и длина разрастания колоса на высоту растения у пшеницы (Li C. et al. , 2020). Генетическая взаимосвязь между родственными признаками на уровне QTL была исследована на предмет содержания масла в семенах рапса по отношению к содержанию белка (Zhao et al., 2006), увеличения объема разрастания кукурузы в зависимости от веса зерна на растение и веса 100 зерен (Li et al., 2008), GPC зависит от содержания крахмала в зерне пшеницы (Deng et al., 2015), а также содержания белка и масла в сое (Li X. et al., 2020). Кроме того, условное картирование QTL использовалось для выяснения влияния окружающей среды на экспрессию QTL на основе значений признаков, обусловленных различными средами (Xu et al., 2014; Fan et al., 2019). Был проведен условный анализ для изучения влияния удобрений азотом (N) и фосфором (P) на экспрессию QTL для урожайности и связанных с азотом признаков (Xu et al., 2014) и индуцированный низким N-стрессом QTL у пшеницы (Fan et al., 2019). Кроме того, условное отображение QTL может идентифицировать дополнительные QTL, которые не обнаруживаются при традиционном отображении.

Используя условное картирование, мы ожидали идентифицировать QTL для GPC, которые независимо экспрессируются от GY, что может облегчить одновременный отбор высокой концентрации белка и высокого GY при разведении твердых пород. Таким образом, цели этого исследования заключались в следующем: (1) определить QTL, лежащий в основе GPC у канадской твердой пшеницы, в частности тех, которые являются стабильными QTL в различных средах, (2) определить QTL для GPC без отрицательных коррелированных эффектов на GY с помощью условного анализа QTL. .

Материалы и методы

Популяция, полевые испытания и измерение признаков

В этом исследовании использовалась твердая популяция из 162 удвоенных гаплоидных (DH) линий, полученных от Pelissier × Strongfield. Strongfield — зарегистрированный сорт канадского западного янтаря Durum с высоким содержанием глютена, высоким содержанием GPC и низким содержанием кадмия, разработанный в Центре исследований и разработок Swift Current, Swift Current, SK (Clarke et al., 2005). Пелисье, отобранный из алжирского староместного сорта, завезенного из Соединенных Штатов Америки, является родителем-основателем генофонда канадской твердой пшеницы (Clarke et al., 2010). В нем высокое содержание кадмия и липоксигеназы. Линии DH вместе с двумя родительскими и контрольными линиями были испытаны в полевых испытаниях на южной ферме SCRDC (широта: 50 ° 17 ′ северной широты; долгота: 107 ° 41 ′ западной долготы; высота 825 м) на суглинке Суинтон (Orthic Brown Чернозем) на четырехрядных делянках (2,74 м 2 / делянка) в виде рандомизированной полной блочной схемы с двумя повторностями. Каждое испытание выращивалось при двух датах посева с интервалом в 1 неделю (ранний, E; поздний, L) каждый год с 2014 по 2016 год, и только ранняя дата посева в 2017 и 2018 годах.Каждая проба на дату посева выращивалась на разных участках. Заготовки собирали в индивидуальные мешки с помощью комбайна. GY каждого участка измеряли на весах и выражали в кг / га -1 . GPC манной крупы измеряли с помощью спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) (Foss NIR 6500) и выражали в процентах при влажности 13,5%. Для анализа фенотипических данных и картирования QTL каждую дату посева в каждый год рассматривали как одну среду, обеспечивающую в общей сложности восемь сред, обозначенных как E14, L14, E15, L15, E16, L16, E17 и E18.Ежегодно проводились предпосадочные испытания почвы для определения нормы внесения удобрений. Удобрения внесены на целевые 112 кг га -1 для азота, 70 кг га -1 для фосфора и 22,4 кг га -1 для серы. Почва богата калием и не требует дополнительного внесения.

Статистический анализ

Статистическая сводка и тест нормальности Шапиро-Уилка были проведены в R (R3.3.2, https://www.r-project.org/).Парные фенотипические корреляции между средами и между признаками были рассчитаны с использованием коэффициента корреляции Пирсона в R-пакете Hmisc (версия 4.2-0, http://cran.r-project.org/web/packages/Hmisc/index.html).

Дисперсионный анализ (ANOVA) и оценка наследуемости были выполнены с использованием процедуры PROC MIXED SAS 9.3 (Институт SAS, Кэри, Северная Каролина, США), как описано Ruan et al. (2020). В смешанной модели линии DH (генотипы, G) рассматривались как фиксированные эффекты, в то время как взаимодействия среды (E), генотип × среда (G × E) и репликации, вложенные в среду, рассматривались как случайные эффекты.Наследственность GPC рассчитывалась как отношение генетической дисперсии и фенотипической дисперсии по средам с использованием σg2 / (σg2 + σge2 / y + σε2 / год), где σg2, σge2 и σε2 были оценками генотипа (G), генотипа. × взаимодействие среды (G × E) и остаточная дисперсия (ошибка), соответственно, а y и r представляют собой числа среды и репликации. Наследственность GPC в каждой среде рассчитывалась с использованием σg2 / (σg2 + σε2 / r), где σg2 и σε2 были оценками генотипа и остаточной дисперсии, соответственно, а r представляло количество репликаций.Для оценки наследуемости все эффекты считались случайными.

Генетическая карта и картирование QTL

Картирование

QTL было выполнено с использованием генетической карты Pelissier × Strongfield, описанной Ruan et al. (2020). Для генотипирования использовали чип Infinium iSelect Wheat 90K SNP. В общей сложности 1212 полиморфных маркеров SNP с отсутствием данных <30% были использованы для построения генетической карты, что привело к идентификации 25 групп сцепления (LG). LG были отнесены к хромосомам на основании сравнения с существующей консенсусной картой твердой пшеницы на основе SNP с высокой плотностью (Maccaferri et al., 2019). Средние значения GPC из двух повторов в каждой среде использовали для обнаружения QTL. Выбросы значений признаков были обнаружены и удалены с помощью преобразования Z-оценки с порогом 3. Обнаружение QTL было выполнено с использованием составного интервального картирования (CIM) в программе WinQTL Cartographer v.2.5 (Wang S. et al., 2012) (http : //statgen.ncsu.edu/qtlcart/WQTLCart.htm). Те же параметры, что описаны Ruan et al. (2020) были использованы для CIM. QTL, обнаруженный в разных средах, считался одинаковым, если доверительные интервалы (ДИ) перекрывались и аддитивный эффект вносил один и тот же родитель.QTL, картированный по крайней мере в одной среде, объясняющий более 20% фенотипической дисперсии, или отображенный по крайней мере в двух средах с PVE ≥ 10%, считался основным QTL (Raihan et al., 2016; Zhao et al., 2016). QTL, обнаруженный в двух или более средах, считается стабильным QTL. Графическое представление групп сцепления и QTL на генетической карте было выполнено с использованием программного обеспечения MapChart 2.2 (Voorrips, 2002). Гаплотипы были присвоены с помощью пакета R Haplotyper.

Условные значения GPC [GPC | GY, GPC, обусловленные урожайностью зерна (GY)] для каждой среды были рассчитаны с использованием QGA Station 2.0 (Чжу, 1995) (http://ibi.zju.edu.cn/software/qga/v2.0/index.htm). Условные фенотипические значения (GPC | GY) представляют собой чистые значения признаков GPC независимо от вариации GY. Отображение QTL для условных значений GPC было выполнено с использованием того же метода, что и выше для традиционного отображения QTL. Идентифицированный QTL был определен как условный QTL. Когда QTL, идентифицированный двумя методами (традиционным и условным), имел перекрывающиеся КЭ, они считались идентичными. Все сообщенные QTL были обозначены в соответствии с Рекомендованными правилами для символизации генов в пшенице (http: // пшеница.pw.usda.gov/ggpages/wgc/98).

Лучший линейный несмещенный прогноз (BLUP) — популярный метод, используемый для анализа испытаний в различных средах (Xiao et al., 2016; Choudhury et al., 2019). Чтобы исключить влияние эффектов окружающей среды на фенотипические вариации, значение BLUP GPC для каждой линии во всех средах было оценено с использованием линейной модели в пакете R lme4 (Bates et al., 2015). Значения BLUP линий DH использовали в качестве данных признаков для картирования QTL во всех средах, как описано Xiao et al.(2016).

Результаты

Вариация GPC в популяции DH в нескольких средах

показывает частотное распределение GPC в популяции DH, полученное из Pelissier × Strongfield в восьми средах с 2014 по 2018 год. Сводная статистика, включая средние значения и стандартное отклонение (SD) среднее значение генеральной совокупности, минимальные и максимальные значения, диапазон и вероятность, связанные с тестом Стьюдента t для родительских средних значений в каждой среде, показаны в.Распределение GPC было нормальным во всех средах, кроме среды E16, на что указывает значение p теста нормальности Шапиро-Уилка. У родительской линии Strongfield GPC был значительно выше, чем у Pelissier во всех средах, кроме E16 (). Отдельные линии DH имели экстремальные значения GPC во всех средах и отображали двунаправленную трансгрессивную сегрегацию для GPC, как показано максимальными и минимальными значениями относительно родительских. Среднее значение GPC популяции DH было ближе к родительскому Strongfield, чем к родительскому Pelissier в большинстве сред.GPC популяции имел самое высокое среднее значение в среде E18 (среднее значение = 14,5%) и самое низкое среднее значение в E14 (среднее значение = 12,1%). Наибольший диапазон GPC наблюдался в среде E16, а наименьший — в E17. Умеренные коэффициенты корреляции Пирсона (0,3–0,67) наблюдались среди линий DH в разных средах (дополнительный рисунок 1). Значительные отрицательные корреляции от -0,16 до -0,84 наблюдались между GPC и GY во многих средах, за исключением E17 и E18 (). В целом, чем выше урожай зерна, тем сильнее отрицательная корреляция между GPC и GY.

Частотное распределение концентрации белка в зерне (GPC) в популяции Пелисье × Стронгфилд с 2014 по 2018 г. Полевые испытания с двумя датами посева в каждый год (ранний, E; поздний, L) в течение 2014–2016 гг. И только ранний срок посева в 2017 г. –2018. Синие сплошные линии представляют Пелисье; красные пунктирные линии обозначают Стронгфилд; серые пунктирные линии обозначают средние значения генеральной совокупности.

Таблица 1

Среднее значение, стандартное отклонение, минимум и максимум, коэффициент вариации, вероятность, связанная с тестом нормальности Шапиро-Уилка концентрации белка в зерне (GPC) в разных средах для популяции Пелисье × Стронгфилд, наследуемость в каждой среде, GPC среднее значение родителей и значение p- теста Стьюдента t- на значимость между двумя родителями.

9 Мин-Макс (%) (%) 6,3 –15,6 70 .1″, «term_id»: «115336267», «term_text»: «ABI.1″}} ABI.1 ) (Дополнительный рисунок 3).

Физическое расстояние 187,6 Мб между QGpc.spa-3A.1 (M26, IWB6837 ) и QTL, указанное Giancaspro et al. (2019) (M27, IWB72484 ) указывает, что эти два QTL отличаются. Поскольку QGpc.spa-3A.2 находится всего в 3,21 мб от маркера пика QTL, IWB14495 (M29), по данным Nigro et al.(2019), скорее всего, это один и тот же QTL. SNP, связанный с метаболизмом азота IWB71028 (M30) (Nigro et al., 2019) находится на расстоянии 5,33 Mb до QGpc.spa-3A.2 . Маркер пика QGpc.spa-3A.3 , IWB39901 (M32), был отделен физическим расстоянием 59,5 Мб от маркера пика IWB28341 (M31), о котором сообщают Fatiukha et al. (2020), поэтому QGpc.spa-3A.3 , вероятно, является новым QTL. Учитывая близость QGpc.spa-3A.4 , маркер пика IWB58656 (M33), обнаруженных в этом исследовании ~ 7.8 Mb из SNP IWB35484 (M34), по сообщениям Nigro et al., Он связан с GPC у твердых сортов пшеницы. (2019), скорее всего, это один и тот же QTL.

QGpc.spa-5B (M36, IWB10851 ) на коротком плече хромосомы 5B, идентифицированный в нашем исследовании, вероятно, тот же QTL, что и тот, о котором сообщалось в предыдущем исследовании Rapp et al. (2018) из-за их близкого физического расстояния. Очень непосредственная близость (2,724 kb) QGpc.spa-7A (M49, IWB4104 ) к SNP (M50, IWB65659 ), связанному с GPC (Nigro et al., 2019) указывает, что эти два QTL одинаковы. Аналогично, QGpc.spa-7A может быть тем же QTL, что и QTL (M48, D1382367 ), идентифицированный Rapp et al. (2018), поскольку расстояние между маркерами пиков этих двух QTL составляет 3,0 Мб. Кроме того, на длинном плече хромосомы 7B QGpc.spa-7B (M67, IWB32614 ), вероятно, совпадает с QTL, описанным Zhang et al. (2008) и Conti et al. (2011) из-за близости 2,24 МБ и 2,94 МБ к этим двум сообщенным QTL.Некоторые гены, такие как аспарагиновые протеиназы, участвующие в метаболизме аминокислот и белков, находятся в непосредственной близости от QGpc.spa-2B.1 и QGpc.spa-3A.3 . Сообщалось, что аспарагиновые протеиназы участвуют в протеолитическом процессинге и созревании запасных белков (Simões and Faro, 2004).

Условный QTL

Отрицательная корреляция между GY, компонентами урожайности и GPC у твердой и мягкой пшеницы хорошо задокументирована (DePauw et al., 2007; Suprayogi et al., 2009; Blanco et al., 2012; Богард и др., 2013). Точно так же в настоящем исследовании умеренная отрицательная корреляция между этими двумя признаками наблюдалась в большинстве сред. Большинство предыдущих исследований было сосредоточено только на фенотипической корреляции этих признаков. Сравнивая традиционный и условный QTL, мы попытались выяснить генетические отношения в индивидуальном QTL между этими двумя коррелированными признаками, чтобы идентифицировать QTL для GPC независимо от GY.

Когда значения GPC, условные для GY, использовались для отображения QTL, восемь из одиннадцати первоначально отображали QTL для GPC на 1B ( QGpc.spa-1B.1 ), 2B ( QGpc.spa-2B.1, QGpc.spa-2B.2, QGpc.spa-2B.3 ), 3A ( QGpc.spa-3A.1, QGpc. spa-3A.4 ), 5B ( QGpc.spa-5B ) и 7B ( QGpc.spa-7B ) не обнаружены. Это указывает на то, что экспрессия этих QTL, вероятно, зависит от GY. Между GPC и GY может существовать генетическая или физиологическая ассоциация, такая как эффект разбавления белка углеводами. Об аналогичном наблюдении сообщили Blanco et al. (2012). Некоторые из их первоначально обнаруженных QTL для GPC не показали значительных эффектов, когда значения GPC были скорректированы с учетом компонентов урожая (масса тысячи зерен, урожай зерна на колос, количество ядер на колос), а затем были использованы для картирования.Было высказано предположение, что такие QTL представляют гены, участвующие в биосинтезе углеводов и, таким образом, вносящие вклад в общую массу зерна, однако с косвенным влиянием на GPC (Blanco et al., 2012).

Результаты условного картирования в этом исследовании показали, что несколько QTL GPC не имеют плейотропного эффекта на GY, что указывает на то, что эти QTL не зависят или частично независимы от GY и будут иметь незначительное или нулевое отрицательное влияние на GY при выборе для высокого GPC. Три QTL, QGpc.spa-3A.2, и QGpc.spa-3A.3 на хромосоме 3A и QGpc.spa-7A на 7A были обнаружены при условном картировании, но со сниженными или слегка уменьшенными эффектами. Это говорит о том, что они функционируют, по крайней мере, до некоторой степени, независимо от GY. Частичная независимость экспрессии QGpc.spa-3A.3 и QGpc.spa-7A также отражалась меньшим наклоном линий регрессии GPC на GY, наблюдаемым для Hap1 и Hap3 по сравнению с Hap4. Стоит отметить, что QGpc.spa-7A был обнаружен в тех же средах как традиционным, так и условным отображением с небольшим уменьшением эффектов, что указывает на то, что этот QTL контролирует GPC более независимо от GY.И QGpc.spa-3A.2 , и QGpc.spa-3A.3 были обнаружены только в средах, где не наблюдалась значимая (E17 и E18) или слабая / умеренная (E15 и L15) корреляция между GPC и GY. . Относительно более низкий GY также наблюдался в этих средах, отражая частичную зависимость от GY для экспрессии этих GPC QTL. Эти QTL, обнаруженные при условном картировании, имеют большое значение для селекции твердых сортов пшеницы, поскольку их включение позволит улучшить GPC без значительного ущерба для GY.

Пять дополнительных QTL для GPC были обнаружены при условном отображении, в то время как они не были обнаружены при традиционном отображении. Экспрессия этих QTL могла быть замаскирована GY и была ниже порога обнаружения при традиционном картировании GPC; следовательно, их эффекты могут быть обнаружены только после устранения мешающего эффекта GY. О аналогичном наблюдении сообщалось в предыдущем исследовании, что два дополнительных QTL были обнаружены, когда значения GPC были скорректированы для получения компонентов урожая твердой пшеницы (Blanco et al., 2012). Точно так же у мягкой пшеницы были идентифицированы еще три QTL для GPC с использованием условных значений GPC для GY и его компонентов (Wang L. et al., 2012).

Выводы

Результаты этого исследования обеспечивают дальнейшее понимание генетического контроля GPC у твердой пшеницы Канады и генетической взаимосвязи между GPC и GY. Сравнение описанного здесь QTL с ранее сообщенными результатами привело к идентификации одного нового основного QTL на 3A ( QGpc.spa-3A.3 ) и пяти новых второстепенных QTL на 1B, 2B и 3A.На условный и стабильный QTL ( QGpc.spa-3A.3 и QGpc.spa-7A ), идентифицированный для GPC, частично влиял или независимо экспрессировался GY. Эти QTL имеют большое значение, и их тесно связанные маркеры полезны для MAS при высоком GPC без сопутствующего компромисса с GY.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, были включены в статью / дополнительные материалы, дальнейшие запросы можно направлять соответствующим авторам.

Вклад авторов

ЮР и РК концептуализировали это исследование. YR, RK, AKS, RD и RC сформировали популяцию и внесли свой вклад в прирост этой популяции. YR, RD, RC, SB и JS реализовали полевые испытания и фенотипирование популяции. WZ, AS и PF предоставили платформу для генотипирования. BY и YR проанализировали данные, интерпретировали результаты и внесли свой вклад в управление данными и их визуализацию. RK, RD, BXF и JS внесли свой вклад в интерпретацию результата. BY и YR написали оригинал рукописи.BY, YR, RK, RD, AKS, BXF и PF внесли свой вклад в рецензирование и редактирование рукописи. YR был главным исследователем и руководил проектом. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов. Управляющий редактор и рецензент FB заявил о прошлом соавторстве с несколькими авторами RK и AKS.

Благодарности

Мы с благодарностью выражаем признательность за поддержку Министерству сельского хозяйства и агропродовольствия Канады (AAFC), Национальному исследовательскому совету Канады (NRC), Western Grain Research Foundation (WGRF), Комиссии по пшенице Альберты, Комиссии по развитию пшеницы Саскачевана, Альянсу сельскохозяйственных культур Манитобы, и Фонд развития сельского хозяйства Саскачевана при проведении этого исследования. Мы благодарим Кристин Сайдботтом и Джанет Конди из NRC за техническую помощь в выделении ДНК и генотипировании с использованием чипа Infinium iSelect Wheat 90K SNP.Искренне признательны за техническую поддержку группы по селекции пшеницы в Центре исследований и разработок Swift Current.

Примечания

Финансирование. Финансовая поддержка была получена от Национальной программы улучшения пшеницы и Канадского сельскохозяйственного партнерства при поддержке Министерства сельского хозяйства и агропродовольствия Канады, Западного фонда исследований зерна, Комиссии по пшенице Альберты, Комиссии по развитию пшеницы Саскачевана и Альянса сельскохозяйственных культур Манитобы. Работа также была поддержана канадской флагманской программой по улучшению пшеницы, которая была вкладом Национального исследовательского совета Канады в Канадский пшеничный альянс, и Фондом развития сельского хозяйства Саскачевана.

Ссылки

  • Avivi L. (1978). «Высокое содержание зернового протеина в дикой тетраплоидной пшенице Triticum dicoccoides Korn», Proc. 5-й Int. Пшеница Генет. Symp (Нью-Дели :), 372–380. [Google Scholar]
  • Бейтс Д., Мехлер М., Болкер Б. М., Уокер С. С. (2015). Подгонка линейных моделей смешанных эффектов с использованием lme4. J. Stat. Софтв. 67, 1–48. 10.18637 / jss.v067.i01 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Бланко А., Мангини Г., Джанкаспро А., Джове С., Коласуонно П., Симеоне Р. и др.. (2012). Взаимосвязь между содержанием белка в зерне и компонентами урожайности зерна посредством количественного анализа локусов признаков в популяции рекомбинантных инбредных линий, полученных от двух элитных сортов твердой пшеницы. Мол. Порода. 30, 79–92. 10.1007 / s11032-011-9600-z [CrossRef] [Google Scholar]
  • Бланко А., Паскуалоне А., Трокколи А., Ди Фонцо Н., Симеоне Р. (2002). Определение QTL содержания белка в зерне по средам у тетраплоидной пшеницы. Завод Мол. Биол. 48, 615–623. 10.1023 / A: 1014864230933 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Blanco A., Симеоне Р., Гадалета А. (2006). Определение QTL содержания белка в зерне твердой пшеницы. Теор. Прил. Genet. 112, 1195–1204. 10.1007 / s00122-006-0221-6 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Богард М., Аллард В., Мартр П., Хоймес Э., Снейп Дж. У., Орфорд С. и др. . (2013). Выявление геномных областей пшеницы для повышения концентрации белка в зерне независимо от урожайности зерна с использованием нескольких взаимосвязанных популяций. Мол. Порода. 31, 587–599. 10.1007 / s11032-012-9817-5 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Богард М., Журдан М., Аллард В., Мартр П., Перретант М. Р., Равель С. и др. . (2011). Дата антезиса в основном объясняла корреляцию между старением листьев после цветения, урожайностью зерна и концентрацией белка в зерне в популяции озимой пшеницы, сегрегированной по QTL времени цветения. J. Exp. Бот. 62, 3621–3636. 10.1093 / jxb / err061 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Бокор Ф. Э., Нокс Р. Э., ДеПау Р. М., Катберт Р. Д., Валерио И. П., Кларк Ф. Р. и др. . (2019). Подтверждение эффектов локуса высокой концентрации белка в зернах Gpc-B1 из твердой красной яровой пшеницы Lillian (Triticum aestivum L.) с использованием маркеров, специфичных для локуса. Euphytica 215: 2. 10.1007 / s10681-018-2322-0 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Чи П. У., Элиас Э. М., Андерсон Дж. А., Кианян С. Ф. (2001). Оценка QTL с высоким содержанием белка зерна Triticum turgidum L. var. dicoccoides на адаптированном фоне твердых сортов пшеницы. Crop Sci. 41, 295–301. 10.2135 / cropci2001.412295x [CrossRef] [Google Scholar]
  • Чоудхури С., Ларкин П., Сюй Р., Хайден М., Форрест К., Мейнке Х. и др. . (2019). Полногеномное ассоциативное исследование выявило новый QTL устойчивости пшеницы к вирусу желтой карликовости ячменя.BMC Genomics 20: 891. 10.1186 / s12864-019-6249-1 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Кларк Дж. М., Кларк Ф. Р., Позняк К. Дж. (2010). 46 лет генетического улучшения канадских сортов твердой пшеницы. Может. J. Plant Sci. 90, 791–801. 10.4141 / cjps10091 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Кларк Дж. М., Маккейг Т. Н., ДеПау Р. М., Нокс Р. Э., Кларк Ф. Р., Фернандес М. Р. и др. . (2005). Твердая пшеница Strongfield. Может. J. Plant Sci. 85, 651–654. 10.4141 / P04-119 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Conti V., Ронкалло П. Ф., Бофорт В., Червиньи Г. Л., Миранда Р., Дженсен К. А. и др. . (2011). Картирование QTL основного и эпистатического эффекта, связанных с зерновым белком и прочностью глютена, с использованием популяции RIL твердой пшеницы. J. Appl. Genet. 52, 287–298. 10.1007 / s13353-011-0045-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Deng Z., Hu S., Chen F., Li W., Chen J., Sun C., et al. . (2015). Генетическое вскрытие взаимодействия между белком пшеницы и крахмалом с использованием трех популяций картирования Мол. Порода.35:12. 10.1007 / s11032-015-0216-6 [CrossRef] [Google Scholar]
  • ДеПау Р. М., Нокс Р. Э., Кларк Ф. Р., Ван Х., Фернандес М. Р., Кларк Дж. М. и др. . (2007). Сдвиг нежелательных корреляций. Euphytica 157, 409–415. 10.1007 / s10681-007-9379-5 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Fan X., Cui F., Ji J., Zhang W., Zhao X., Liu J. J. и др. . (2019). Рассечение плейотропных областей QTL, контролирующих характеристики колосьев пшеницы при различных обработках азотом, с использованием традиционного и условного картирования QTL.Фронт. Plant Sci. 10, 1–13. 10.3389 / fpls.2019.00187 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Фатюха А., Филлер Н., Лупо И., Лидзбарский Г., Климиюк В., Король А. Б. и др. . (2020). Содержание белка в зерне и QTL с массой тысяч зерен, идентифицированные в картированной популяции твердой × дикой пшеницы emmer, испытанной в пяти средах. Теор. Прил. Genet. 133, 119–131. 10.1007 / s00122-019-03444-8 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Giancaspro A., Giove S. L., Zacheo S.А., Бланко А., Гадалета А. (2019). Генетическая изменчивость содержания белка и связанных с урожайностью признаков в популяции твердых сортов пшеницы, полученных от межвидового скрещивания гексаплоидных и тетраплоидных сортов пшеницы. Фронт. Plant Sci. 10: 1509. 10.3389 / fpls.2019.01509 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Хиральдо П., Ройо К., Гонсалес М., Каррильо Дж. М., Руис М. (2016). Генетическое разнообразие и сопоставление агроморфологических признаков и признаков качества зерна структурированной коллекции староместных сортов твердой пшеницы, включая subsp.durum, turgidum и diccocon. PLoS ONE 11: e0166577. 10.1371 / journal.pone.0166577 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Groos C., Robert N., Bervas E., Charmet G. (2003). Генетический анализ содержания белка в зерне, урожайности зерна и массы тысячи зерен мягкой пшеницы. Теор. Прил. Genet. 106, 1032–1040. 10.1007 / s00122-002-1111-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Guo L. B., Xing Y. Z., Mei H. W., Xu C. G., Shi C. H., Wu P., et al. . (2005). Рассечение экспрессии компонента QTL при формировании урожая риса.Порода растений. 124, 127–132. 10.1111 / j.1439-0523.2005.01093.x [CrossRef] [Google Scholar]
  • Joppa L. R., Du C., Hart G. E., Hareland G. A. (1997). Картирование гена (ов) зернового белка тетраплоидной пшеницы (Triticum turgidum L.) с использованием популяции рекомбинантных инбредных хромосомных линий. Crop Sci. 37, 1586–1589. 10.2135 / cropci1997.0011183X003700050030x [CrossRef] [Google Scholar]
  • Кумар А., Джайн С., Элиас Э. М., Ибрагим М., Шарма Л. К. (2018). «Обзор идентификации QTL и селекции с помощью маркеров для определения содержания белка в пшенице BT — экологически чистые агробиологические методы повышения урожайности сельскохозяйственных культур», под ред.Р. С. Сенгар и А. Сингх (Сингапур: Springer Singapore;), 245–274. 10.1007 / 978-981-10-6934-5_11 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Li C., Tang H., Luo W., Zhang X., Mu Y., Deng M., et al. . (2020). Новый, подтвержденный и не зависящий от высоты растения QTL для длины удлинения колоса связан с признаками, связанными с урожайностью у пшеницы. Теор. Прил. Genet. 133, 3381–3393. 10.1007 / s00122-020-03675-0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Li X., Xue H., Zhang K., Li W., Fang Y., Qi Z., et al.. (2020). Картирование QTL для содержания белка и масла в сое путем устранения влияния родственных признаков в популяции четырехкомпонентной рекомбинантной инбредной линии. J. Agric. Sci. 158: 254. 10.1017 / S0021859620000519 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Li Y. L., Dong Y. B., Cui D. Q., Wang Y. Z., Liu Y. Y., Wei M. G., et al. . (2008). Генетическая взаимосвязь между объемом всплывающего расширения и двумя компонентами урожайности в попкорне с использованием безусловного и условного анализа QTL. Euphytica 162, 345–351. 10.1007 / s10681-007-9513-4 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Maccaferri M., Harris N. S., Twardziok S.O., Pasam R.K., Gundlach H., Spannagl M., et al. . (2019). Геном твердой пшеницы подчеркивает прошлые признаки одомашнивания и будущие цели по улучшению. Nat. Genet. 51, 885–895. 10.1038 / s41588-019-0381-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Маркотули И., Гадалета А., Мангини Г., Синьориль А. М., Зачео С. А., Бланко А. и др. . (2017). Разработка карты сцепления на основе SNP с высокой плотностью и определение QTL для β-глюканов, содержания белка, урожайности зерна с колоса и времени колошения твердой пшеницы.Int. J. Mol. Sci. 18: 1329. 10.3390 / ijms18061329 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Нигро Д., Гадалета А., Мангини Г., Коласуонно П., Маркотули И., Джанкаспро А. и др. . (2019). Гены-кандидаты и полногеномное ассоциативное исследование содержания белка в зерне и отклонений белка в твердой пшенице. Planta 249, 1157–1175. 10.1007 / s00425-018-03075-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Olmos S., Distelfeld A., Chicaiza O., Schlatter A. R., Fahima T., Echenique V., и другие. . (2003). Точное картирование локуса, влияющего на содержание белка в зерне твердой пшеницы. Теор. Прил. Genet. 107, 1243–1251. 10.1007 / s00122-003-1377-y [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Peleg Z., Cakmak I., Ozturk L., Yazici A., Jun Y., Budak H., et al. . (2009). Локусы количественных признаков, определяющие концентрацию минеральных питательных веществ в зерне в популяции RIL твердой пшеницы × дикой пшеницы эммер. Теор. Прил. Genet. 119, 353–369. 10.1007 / s00122-009-1044-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Райхан М.С., Лю Дж., Хуан Дж., Го Х., Пан К., Ян Дж. (2016). QTL-анализ морфологии зерна в нескольких средах и точное картирование QTL ширины ядра в популяции кукурузы Zheng58 × SK. Теор. Прил. Genet. 129, 1465–1477. 10.1007 / s00122-016-2717-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Rapp M., Lein V., Lacoudre F., Lafferty J., Müller E., Vida G., et al. . (2018). Одновременное повышение урожайности зерна и содержания протеина у твердых сортов пшеницы по разным фенотипическим показателям и геномной селекции.Теор. Прил. Genet. 131, 1315–1329. 10.1007 / s00122-018-3080-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ruan Y., Yu B., Knox R. E., Singh A. K., DePauw R., Cuthbert R., et al. . (2020). Картирование с высокой плотностью локусов количественных признаков, определяющих силу глютена в канадской твердой пшенице. Фронт. Plant Sci. 11: 170. 10.3389 / fpls.2020.00170 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Simões I., Faro C. (2004). Структура и функция аспарагиновых протеиназ растений. Евро. Дж.Биохим. 271, 2067–2075. 10.1111 / j.1432-1033.2004.04136.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Супрайоги Ю., Позняк К. Дж., Кларк Ф. Р., Кларк Дж. М., Нокс Р. Э., Сингх А. К. (2009). Идентификация и проверка локусов количественных признаков для концентрации белка зерна в адаптированных популяциях твердой пшеницы Канады. Теор. Прил. Genet. 119, 437–448. 10.1007 / s00122-009-1050-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Таббита Ф., Пирс С., Барнекс А. Дж. (2017). Селекция на повышенное содержание зернового протеина и микронутриентов в пшенице: десять лет гена GPC-B1.J. Cereal Sci. 73, 183–191. 10.1016 / j.jcs.2017.01.003 [CrossRef] [Google Scholar]
  • Uauy C., Distelfeld A., Fahima T., Blechl A., Dubcovsky J. (2006). Ген NAC, регулирующий старение, улучшает содержание белка в зерне, цинка и железа в пшенице. Наука 314, 1298–1301. 10.1126 / science.1133649 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Voorrips R. E. (2002). MapChart: программное обеспечение для графического представления карт связей и QTL. J. Hered. 93, 77–78. 10.1093 / jhered / 93.1.77 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ван Л., Цуй Ф., Ван Дж., Цзюнь Л., Дин А., Чжао С. и др. . (2012). Условное QTL-картирование содержания белка в пшенице в зависимости от урожайности зерна и его компонентов. J. Genet. 91, 303–312. 10.1007 / s12041-012-0190-2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ван С., Бастен К. Дж., Цзэн З. Б. (2012). Windows QTL Cartographer 2.5. Роли; NC: Департамент статистики; Государственный университет Северной Каролины. Доступно в Интернете по адресу: http: // statgen.ncsu.edu/qtlcart/WQTLCart.htm
  • Xiao Y., Tong H., Yang X., Xu S., Pan Q., Qiao F., et al. . (2016). Полногеномное вскрытие генетической архитектуры початка кукурузы с использованием нескольких популяций. Новый Фитол. 210, 1095–1106. 10.1111 / nph.13814 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Xu Y., Wang R., Tong Y., Zhao H., Xie Q., Liu D., et al. . (2014). Картирование QTL для урожайности и связанных с азотом признаков у пшеницы: влияние азотных и фосфорных удобрений на экспрессию QTL. Теор. Прил.Genet. 127, 59–72. 10.1007 / s00122-013-2201-y [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zhang W., Chao S., Manthey F., Chicaiza O., Brevis J. C., Echenique V., et al. . (2008). QTL-анализ качества макаронных изделий с использованием композитной микросателлитной и SNP-карты твердой пшеницы. Теор. Прил. Genet. 117, 1361–1377. 10.1007 / s00122-008-0869-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zhao J., Becker H.C., Zhang D., Zhang Y., Ecke W. (2006). Условное QTL-картирование содержания масла в семенах рапса в отношении содержания белка и признаков, связанных с развитием растений и урожайностью зерна.Теор. Прил. Genet. 113, 33–38. 10.1007 / s00122-006-0267-5 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zhao W., Wang X., Wang H., Tian J., Li B., Chen L., et al. . (2016). Полногеномная идентификация QTL для урожайности семян и признаков, связанных с урожайностью, и построение согласованной карты высокой плотности для сравнения QTL в Brassica napus. Фронт. Plant Sci. 7, 1–14. 10.3389 / fpls.2016.00017 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zhu J. (1995). Анализ условных генетических эффектов и компонентов дисперсии в генетике развития.Генетика 141, 1633–1639. 10.1093 / genetics / 141.4.1633 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Условная приватизация публичного сидерофора позволяет Pseudomonas aeruginosa противостоять вторжению мошенников

Бактериальные штаммы и условия роста

Бактериальные штаммы и плазмиды, использованные в этом исследовании, перечислены в дополнительной таблице 1. Штаммы выращивали на чашках с агаром LB при 37 ° C в течение 12 часов. Моноклональные колонии инокулировали и культивировали с минимальной средой (SSM) при 37 ° C в аэробных условиях, в которых среда имела следующий состав на литр: K 2 HPO 4 · 3H 2 O, 7.86 г; KH 2 PO 4 , 3,00 г; (NH 4 ) 2 SO 4 , 1,00 г; MgSO 4 · 7H 2 O, 0,20 г; к среде добавляли янтарную кислоту, 4,00 г NaOH для доведения pH до 7,0 перед стерилизацией. В среду добавляли различные количества водного раствора FeCl 3 (pH = 2,0) с полученными концентрациями 10 -5 , 0,005, 0,05, 0,1 или 100 \ (\ mu \ mathrm {M} \) до генерируют ограниченное железом (FeCl 3 = 10 −5 до 0.1 \ (\ mu \ mathrm {M} \)) или условий, богатых железом (FeCl 3 = 100 \ (\ mu \ mathrm {M} \)). Условия, богатые железом или ограниченные железом, также были созданы с использованием среды казаминокислоты (CAA) или среды CAA + 20 мМ апотрансферрина (Sigma-Aldrich), в которой один литр среды CAA состоит из казаминовой кислоты (BBI Life Sciences), 5,00 г. {- 1} \)) или гентамицина (2.{- 1} \)) были добавлены в среду для регулирования антимикробного стресса. Мы обнаружили, что бактерии P. aeruginosa дикого типа медленно растут в среде CAA +20 мМ апотрансферрина в течение первых 12 часов, что отражает ограничение по железу. Однако рост стал быстрым после 20 часов культивирования, и бактериальная культура в конечном итоге достигла высокой плотности (OD = 1,0, 44 часа), что позволяет предположить, что содержание железа больше не ограничено. Предположительно это связано с тем, что P. aeruginosa может постепенно секретировать протеазы, которые могут расщеплять апотрансферрин 46 , высвобождая, таким образом, эти хелатирующие утюги на более поздней стадии.Что наиболее важно, мы обнаружили, что PVDI не может защитить клетки от стресса ROS на более поздней стадии культивирования (24 часа) (дополнительный рис. 3g, h) в среде CAA +20 мМ апотрансферрин, что в дальнейшем приведет к отличительному эволюционному результату (дополнительный Рис. 13), в котором непродуцент PVDI превосходит штамм-продуцент в присутствии антимикробного стресса 47 . Наши результаты показали, что среда CAA + 20 мМ апотрансферрина ненадежна для создания состояния, ограниченного железом.Поэтому в наших эволюционных экспериментах использовалась среда SSM.

Конструирование мутантов

P. aeruginosa

Делеционные мутанты \ (\ Delta \ mathrm {\ it {pvdA}} \), \ (\ Delta \ mathrm {\ it {pvdA}} \ Delta \ mathrm {\ it {fpvA}} \), \ (\ Delta \ mathrm {\ it {pvdRT}} — \ mathrm {\ it {opmQ}} \) были сконструированы путем аллельного обмена с использованием модифицированных процедур для P. aeruginosa . Мы сконструировали немаркированные делеционные мутанты с помощью Flp-опосредованного иссечения маркера устойчивости к антибиотикам 48 .Во-первых, два фрагмента ДНК, каждый из которых был получен выше и ниже целевых генов делеции с помощью ПЦР, были клонированы в вектор замены гена pEX18Ap с помощью трехкомпонентного лигирования. Затем сконструированную плазмиду вставляли в устойчивый к гентамицину / тетрациклину кусок между передним и нижележащим фрагментом. Конечную плазмиду электропорировали в PAO1, и соответствующий рекомбинантный штамм идентифицировали путем скрининга на чашках с агаром LB, содержащих 5% ( мас. / Об. ) сахарозы в пределах 30.{- 1} \) гентамицин. Затем штаммы подвергали электропорации с плазмидой pFLP2 и выделяли на чашках с агаром LB, содержащим 5% ( мас. / Об. ) сахарозы, для удаления маркера устойчивости. Окончательно мутации были проверены с помощью ПЦР и секвенирования. Сконструированные плазмиды перечислены в дополнительной таблице 1. Штаммы PAO1 psfGFP, PAO1 pmCherry, PAO1 \ (\ Delta \ mathrm {\ it {pvdA}} \) psfGFP были сконструированы путем специфической вставки в геном PAO1 с плазмидой pUC18T-mini- Тн7Т-Гм 49 .{- 1} \) гентамицин.

Экстракция и очистка пиовердина

Экстракция и очистка пиовердина точно выполнялись в соответствии с ранее описанным протоколом 50 . Вкратце, конические колбы объемом 1 л, содержащие 200 мл SSM, инокулировали PAO1. Бактерии выращивали до экспоненциальной фазы в аэробных условиях при 37 ° C. После этого бактериальные культуры центрифугировали при 10 000 × g в течение 10 мин при 4 ° C. Супернатант дополнительно фильтровали через фильтр 0.{- 1} \)), где колонка была предварительно насыщена CuSO 4 и уравновешена 20 мМ буфером HEPES (pH = 7,0), содержащим 100 мМ NaCl. Затем колонку промывали 20 мМ буфером HEPES и элюировали 20 мМ ацетатным буфером (pH = 5,0), содержащим 100 мМ NaCl. Фракции (5 мл) собирали и оптическую плотность при 400 нм (A 400 ) определяли с помощью спектрофотометра (NanoDrop 2000, Thermo SCIENTIFIC). Фракции, содержащие пиовердин, отдельно объединяли и лиофилизировали.{- 1} \) и 2 ‘, 7’-дихлорфлуоресцина диацетат (H 2 DCFDA, Thermo Fisher Scientific) с конечной концентрацией 20 \ (\ mu \ mathrm {M} \) были предварительно добавлены в среду. . Пиовердин H 2 DCFDA или PI возбуждали с использованием лазера с длиной волны 405, 488 или 561 нм, соответственно, и отображали изображение с помощью трех различных каналов излучения (450, 524 или 607 нм). Конфокальные изображения с различными каналами были дополнительно проанализированы для количественной оценки интенсивности флуоресценции отдельных клеток с использованием стандартного алгоритма, закодированного в Matlab, в котором для каждого состояния обычно подсчитывалось ≥2000 клеток.{- 1} \)) среда SSM в присутствии 50,0 \ (\ mu \ mathrm {M} \) очищенного PVDI. Затем флэш-среду SSM в отсутствие PVDI использовали для промывки прикрепленных к поверхности клеток в течение 30 минут для удаления PVDI, присутствующего в окружающей среде. После этого для генерации различных фотонных напряжений использовалось освещение 405 нм лазера с разной мощностью и временем экспозиции. Между тем, конфокальный микроскоп с вращающимся диском (Revolution Andor), оснащенный 100-кратным масляным объективом и EMCCD (iXon 897i Andor), применялся для непрерывной записи яркопольных и конфокальных изображений, в которых PVDI возбуждали с использованием 405 нм и изображение с каналом излучения 450 нм.Конфокальные изображения или изображения в светлом поле были дополнительно проанализированы для количественной оценки снижения интенсивности флуоресценции PVDI, обнаруженного в бактериальной периплазме, или скорости роста отдельных клеток, соответственно, в присутствии различных фотонных стрессов.

Прямая эволюция пятен кооператора и читера

Штаммы кооператора (PAO1 pmCherry) и читера (PAO1 \ (\ Delta \ mathrm {\ it {pvdA}} \) psfGFP) инокулировали в среды SSM в соотношении 1: 1. в присутствии различных количеств \ ({\ mathrm {FeCl}} _ 3 \) (10 −5 , 0.{- 1} \)). Контрольную группу устанавливали путем инокуляции штаммов PAO1 pmCherry и PAO1 psfGFP в соотношении 1: 1 в среде SSM в отсутствие \ ({\ mathrm {FeCl}} _ 3 \) и тобрамицина. Каждое условие было повторено трижды. Полученные смешанные бактериальные культуры дополнительно культивировали в шейкере при 37 ° C в течение 24 часов. После этого бактериальные культуры разводили ( об. / Об. 1: 1000) в свежих средах SSM, содержащих соответствующие количества \ ({\ mathrm {FeCl}} _ 3 \) и тобрамицин для следующего цикла культивирования.Всего было проведено 30 циклов культивирования. В конце каждого цикла тщательно готовили образец для подсчета бактерий, помещая 2,0 \ (\ mu \ mathrm {L} \) бактериальной культуры между покровным стеклом и агарозным гелем толщиной 2,0 мм. {b_2}}} + b_3} \ right], $$

(4)

$$ \ mathrm {Верный} \, \ mathrm {сотрудничество} \ frac {{\ gamma _1}} {{\ mu _1}} = \ frac {{\ gamma _2}} {{\ mu _2}} \ gg 1, $$

(5)

$$ \ mathrm {Эгоизм} \ frac {{\ gamma _1}} {{\ mu _1}} = \ frac {{\ gamma _2}} {{\ mu _2}} \ ll 1, $$

(6)

где \ (\ gamma _1 / \ mu _1 \) или \ (\ gamma _2 / \ mu _2 \) нелинейно (в виде холма) относится к величине стресса окружающей среды (Ens), если бактерии следуют условной приватизации, а \ (\ gamma _1 / \ mu _1 \) и \ (\ gamma _2 / \ mu _2 \) не зависят от Ens, если бактерии следуют за лояльным сотрудничеством или эгоизмом.Ens нормализуется путем деления на уровень стресса (\ (E_ {50} \)), который приводит к гибели 50% клеток. После нормализации коэффициенты \ (b_1 \), \ (b_2 \), \ (b_3 \) и \ (b_4 \) могут быть получены путем подгонки экспериментальных данных (рис. {3 +} \) будет способствовать образованию гидроксильных радикалов посредством реакции Фентона, \ (\ Delta t \) = 1 мин.o, $$

(10)

$$ \ frac {{\ mathrm {d} \ phi _1}} {{\ mathrm {d} t}} = \ phi _1 (\ mu _1 — p_1 — \ delta), $$

(11)

$$ \ frac {{\ mathrm {d} \ phi _2}} {{\ mathrm {d} t}} = \ phi _2 (\ mu _2 — p_2 — \ delta), $$

(12)

где \ (\ phi _1 \) и \ (\ phi _2 \) — объемные доли \ (\ left ({\ phi \ Equiv vN / V} \ right) \) штаммов-продуцентов и штаммов, не являющихся продуцентами, соответственно. , \ (v \) и \ (V \) — объемы бактерий и системы, соответственно, \ (N \) — количество бактерий, а \ (\ delta \) — глобальная скорость разбавления в нашем эволюционном эксперименте.о \ влево (0 \ вправо) = 0 \; \ му М \). Параметры, используемые в нашей модели, перечислены в Таблице 1.

Таблица 1 Параметры, используемые для теоретического моделирования

Для улучшения эволюционного анализа мы оценили общий размер популяции \ (\ left ({N \ left (t \ right) } \ right) \) вторгающегося штамма во время соревнования. Обратите внимание, что \ (N \ left (t \ right) \ Equiv \ phi (t) V / v \). Чтобы гарантировать, что \ (N \ left (t \ right) \) (или \ (\ phi \ left (t \ right) \)) не зависит от δ , мы нормализовали \ (N \ left (t \ right) \) by \ (N \ left (t \ right) / N_r \ left (t \ right) \) для расчета относительной доходности, определенной ниже:

$$ {\ mathrm {Relative}} \, {\ mathrm { yield}} \, \ overset {\ mathrm {def}} {=} \, \ mathrm {log} _ {10} [N \ left (t \ right) / N_r \ left (t \ right)], $$

(13)

, где \ (N_r \ left (t \ right) \) представляет собой общее количество бактерий эталонного штамма (штамм дикого типа, используемый для эталона), выращенного в условиях, идентичных тем, которые использовались в конкурентном анализе (т.е.е. одинаковое содержание железа, стресс для АФК и исходное количество бактерий). В результате относительный выход можно использовать для оценки того, может ли тестируемый штамм проникать в штамм дикого типа; т.е. положительный или отрицательный относительный доход (\ (\ mathrm {log} _ {10} [N \ left (t \ right) / N_r \ left (t \ right)] \)> 0 или \ (\ mathrm {log} \, _ {10} [N \ left (t \ right) / N_r \ left (t \ right)] \) <0) означает, что тестируемый штамм может или не может проникнуть, соответственно.

Доступность данных

Все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, доступны у авторов по разумному запросу.

Книга FEMCI — Примечания к критериям доходности

Примечания относительно критериев доходности

Д-р Джон МакГуайр — 6 июля 1995 г.

Ранее Центр космических полетов Годдарда
Контактное лицо: Джим Лафлин — NASA GSFC

Критерии текучести Tresca (максимальное напряжение сдвига)
Критерии текучести по Мизесу
Биаксиальное напряжение

Несколько определений
    Предел текучести = сигма
    Максимальный стресс = сигма u


Фигура 1.Типичная кривая напряжение-деформация для пластичных металлов

Сигма y и сигма u определяются в результате испытаний на одноосное растяжение. Поскольку точная точка, в которой происходит выход, может быть неочевидной визуально, ее необходимо определить каким-либо другим согласованным способом. Для большинства пластичных металлов широко распространено следующее соглашение. Предел текучести определяется с использованием линии, параллельной линейной части кривой и начинающейся с эпсилон = 0,002 (метод смещения 0,2%).

Поскольку несколько испытаний одного и того же материала дадут несколько разные значения для сигма y и сигма u, необходимо использовать статистический подход для определения точного значения, которое будет использоваться.Например: значения напряжения, перечисленные в военном справочнике (MIL-HDBK-5F), классифицируются как A-Basis и B-Basis. Цитата из справочника:

    A-Basis. — Ожидается, что по крайней мере 99 процентов совокупности значений будут равны или превышают допустимые базовые механические свойства A с достоверностью 95 процентов.
    B-Basis. — Ожидается, что по крайней мере 90 процентов совокупности значений будут равны или превышают допустимые базовые механические свойства B с достоверностью 95 процентов.

Из этого видно, что просто определение того, какое значение использовать для предела текучести, требует некоторого размышления.

Еще несколько определений (для двухосного напряжения)
    Нормальное напряжение в направлении x — сигма x
    Нормальное напряжение в направлении y — сигма y (не то же самое, что предел текучести)
    Напряжение сдвига в плоскости xy — tau xy
    Основные напряжения — сигма 1 и сигма 2

Для двухмерной пластины состояние напряжения в точке можно описать с помощью любой произвольной оси.Напряженное состояние с использованием этой оси будет описываться значениями сигма x, сигма y и tau xy.


Рис. 2. Напряженное состояние, описанное с помощью произвольной оси

Будет существовать некоторая ориентация оси, при которой при описании напряженного состояния напряжение сдвига будет нулевым. Ось, ориентированная под этим углом, называется главной осью. Нормальные напряжения для этой специальной ориентации определяются как главные напряжения, сигма 1 и сигма 2.


Рис. 3. Напряженное состояние, описанное с использованием главной оси (tau xy = 0)

Критерии доходности Tresca

(Критерии максимальной текучести при сдвиговом напряжении)

Tresca постулировал, что материал в состоянии многоосевого напряжения будет деформироваться, когда Max Shear Stress достигнет некоторого критического значения. Используя это предположение, предел текучести для двухосного напряженного состояния показан на рисунке 4.(Примечание: сигма y на рисунке 4 — это предел текучести)


Рис. 4. Конверт доходности Tresca

Почему диапазон текучести принимает такую ​​форму, можно проиллюстрировать, исследуя круг Морха на предмет различных напряжений. Во-первых, рассмотрим испытание на одноосное растяжение в момент возникновения текучести (рис. 5). В этом случае одно из главных напряжений будет равно пределу текучести, а другое главное напряжение будет равно нулю. Это условие определяет критическое значение напряжения сдвига, при котором возникает текучесть.Согласно Треске, текучесть будет только в том случае, если напряжение сдвига превысит это значение. Следует отметить, что это значение составляет половину значения предела текучести.


Рис. 5. Круг Мора для одноосного стресс-теста

Если какое-либо из главных напряжений превышает предел текучести, сдвиг вне плоскости превысит значение максимального сдвига (см. Рисунок 6.). Это связано с тем, что для 2D-задач предполагается, что главное напряжение вне плоскости (сигма 3) равно нулю.Следовательно, ни сигма 1, ни сигма 2 не могут превышать сигму y.


Рис. 6. Круг Мора для сигмы 1 или сигмы 2 Больше, чем сигма y

В случае, когда одно из главных напряжений имеет противоположный знак по отношению к другому (то есть одно при сжатии, другое при растяжении. Квадрант 2 и 4 диапазона текучести Tresca) текучесть будет происходить до того, как одно из главных напряжений достигнет предела текучести. . Как показано на рисунке 7., если сигма 2 становится более отрицательной, сигма 1 также должна уменьшаться (в противном случае напряжение сдвига превысит максимальное значение).По сути, вы можете перемещать круг постоянного размера по оси между положительной и отрицательной сигмой y.


Рис. 7. Круг Морса для главных напряжений противоположного знака

Критерии доходности по фон Мизесу

Фон Мизес постулировал (1913), что материал деформируется, когда энергия искажения в рассматриваемой точке достигает критического значения. Энергия искажения, записанная через двумерные главные напряжения и предел текучести, выглядит следующим образом.


На рис. 8. показан конверт доходности VonMises, наложенный на конверт доходности Tresca. Разброс тестовых данных таков, что оба критерия применимы так же, как и другие. Для ручных расчетов Tresca легко реализовать; для компьютерной программы VonMises удобен тем, что всю огибающую можно представить одним уравнением.


Рис. 8. Конверт доходности по фон Мизесу

Др.Джон Макгуайр

Спецификация ASTM F593 — Крепежные детали Boltport

ASTM F593 — Стандартные спецификации для болтов из нержавеющей стали, винтов с шестигранной головкой и шпилек.

Эта спецификация покрывает требования к болтам из нержавеющей стали, винтам с шестигранной головкой и шпилькам с британской системой мер от 0,25 дюйма до 1,50 дюйма включительно для ряда сплавов, обычно используемых и предназначенных для сервисных приложений, требующих общей коррозионной стойкости. ASTM F593 охватывает семь групп стальных сплавов, включая двенадцать аустенитных, два ферритных, четыре мартенситных и одну прецитипитиновую закалку.BoltPort производит все сплавы в соответствии с ASTM F593 в виде шестигранных болтов, шпилек, резьбовых шпилек, винтов с головкой под торцевой ключ, прошедших надлежащие испытания и поставляемых с сертификатом EN 10204 тип 3.1.

ASTM F593 Категории сплавов

Линии ЦТ (население) Родители
Env Среднее ± SD (%) p -значение a Наследственность Strongfield (%) Pelissier (%) p -value b
E14 12.07 ± 0,57 10,41–13,3 4,72 0,696 0,49 12,52 11,84 0,044
L14 13,17 11,55 0,031
E15 12,81 ± 0,67 11,15–15,24 5,23 0,250 0,74 12,34 11,34 52 0,004
L15 14,33 ± 0,81 12,13–16,43 5,65 0,650 0,75 15,07 13,10 8,39 0,010 0,84 12,45 12,27 0,432
L16 12,34 ± 0,95 10,41–15,11 7382 0,335 0,85 12,03 11,30 0,022
E17 14,47 ± 0,54 13,28–16,06 3,73 −05
E18 14,49 ± 0,69 12,48–16,21 4,76 0,921 0,73 14.60 13,71 0,015 коэффициент корреляции между зерном GPC) и урожай зерна (GY) популяции Пелисье × Стронгфилд в восьми средах.Символ * указывает на значимость p <0,05 и *** p <0,001.

Традиционное картирование QTL с использованием фенотипических данных из отдельных сред и значений BLUP в разных средах

Хотя высокая наследуемость в широком смысле 0,87 наблюдалась для GPC, взаимодействия генотип × среда были значительными, как показал ANOVA (). Таким образом, QTL-анализ был сначала выполнен для GPC в каждой среде. От двух до трех QTL были обнаружены в каждой среде (и).Всего было обнаружено 11 QTL в восьми средах, семь из которых были специфичными для одной среды. Обе родительские линии внесли благоприятные аллели в разные QTL (три по Strongfield и восемь по Пелисье). Два QTL были обнаружены по крайней мере в четырех средах с небольшими сдвигами в положении пика. Наиболее стабильный QTL, QGpc.spa-3A.3 , расположенный на хромосоме 3A, был обнаружен в пяти средах с диапазоном оценки LOD 5,5–10,7 и объясняет 9,4–18,1% фенотипической дисперсии ( R 2 ) в каждой отдельной среде.Пелисье внес высший аллель GPC в QGpc.spa-3A.3 . Другой стабильный QTL, QGpc.spa-7A , был обнаружен на хромосоме 7A в четырех средах, что объясняет до 14,8% фенотипической дисперсии с более высоким аллелем GPC, полученным из Strongfield. Два QTL на хромосоме 2B, QGpc.spa-2B.1 и QGpc.spa-2B.2 , были обнаружены в двух из восьми сред. QGpc.spa-2B.1 объяснил 15–16% фенотипической дисперсии и QGpc.spa-2B.2 объяснил 9–13% фенотипической дисперсии с более высоким аллелем GPC от Пелисье на обоих QTL. Кроме того, семь QTL на 1B ( QGpc.spa-1B.1 ), 2B ( QGpc.spa-2B.3 ), 3A ( QGpc.spa-3A.1, QGpc.spa-3A. 2 и QGpc.spa-3A.4 ), 5B ( QGpc.spa-5B ) и 7B ( QGpc.spa-7B ) были обнаружены в одной среде с R 2 значения от 4,9 до 6,9%. Пелисье и Стронгфилд внесли аллели, увеличивающие признаки, в пять и два QTL, обнаруженных в одной среде.

Таблица 2

Дисперсионный анализ (ANOVA) концентрации белка зерна (GPC) в разных средах.

Источники отклонений DF Средние квадраты
Окружающая среда (E) 7 0,9554 * 0,9554 * 0,0983 *
Линии ЦТ (G) 161 2.3725 ****
G × E Взаимодействие 1,127 0,1799 ****
Ошибка 1,288 0,3130 ****

Таблица 3

Локусы количественных признаков (QTL), идентифицированные для концентрации белка зерна (GPC) в популяции Пелисье × Стронгфилд в каждой среде с использованием значений GPC и условного картирования, а также с использованием значений наилучшего линейного несмещенного предсказания (BLUP) для восьми сред, маркер на уровне пиковый LOD, максимальное значение LOD, аддитивный эффект, R 2 и интервал, в котором оценка LOD упала на 2 пункта от максимального значения LOD.

OD Q382 9022 Q38G1 c. IWB35482 Q382 Спа-5B 9038G IWB7Спа-1B.2 20 Спа-2A IWA4765 BS00074227 3,98
Chr QTL Env Имя маркера пика ID маркера пика Положение пика (cM) a R 2 (%) b Интервал (2 падения LOD) (см) Создатели интервалов (2 падения LOD) Интервал идентификатор производителя (2 капли LOD)
Отображение QTL со значениями GPC
1B QGpc.spa-1B.1 L14 BS00110546_51 IWB12562 75.9 3,5 0,20 5,7 69,1–85,7 BS1000000 I96202 BS1000000 I96202 _EN96202 _EN96202 _EN96202_51 QGpc.spa-2B.1 Е14 Ex_c16854_1307 IWB19970 28,9 7,6 -0,23 16,0 27.6-32.4 RAC875_c1226_652-IAAV1903 IWB53512-IWB34469
L16 Excalibur_c18417_285 IWB23131 38. 8 8.5 -0,37 15,0 30-46.8 wsnp_Ex_c45094_50985067-Kukri_c8177_718 IWA3924-IWB47895
2B QGpc.spa-2B.2 L14 Ku_c10415_662 IWB38099 65,8 5,4 -0,25 9,0 59.6-67.9 Ku_c12037_482-IAAV5674 IWB38293-IWB35071
Е16 Kukri_c25868_56 IWB43196 54.3 8,0 −0,39 13,0 52–59 RAC875_c28185_91 – Ra_c72477_2165 IWB56173 – IWB52584
2,5 3,3 −0,25 4,9 0–11,2 Excalibur_c3004_250 – Excalibur_c1434_428 IWB24927 – IWB224153 IWB24927 – IWB22415902Спа-3А.1 Е14 BS00021981_51 IWB6837 7.5 4,5 -0,17 9.1 1.3-9.3 Excalibur_c11594_497-Tdurum_contig86206_149 IWB21927-IWB73711
3A QGpc.spa-3A.2 Е17 wsnp_Ex_c14681_22747500 IWA1922 20,5 4,7 -0,17 9.8 16.1-21.1 BS00063531_51-wsnp_Ex_rep_c69577_68526990 IWB9076-IWA5617
3A QGpc.Спа-3А.3 Е15 Ku_c70534_1215 IWB39901 32,3 6,8 -0,23 12,8 28.9-34.2 wsnp_Ex_rep_c69864_68824236-BS00064039_51 IWA5650-IWB9177
L15 Tdurum_contig98188_239 IWB74032 32,9 9.5 -0.35 18,1 26.7-36 RAC875_rep_c69465_181-Excalibur_c14216_692 IWB62575-IWB22387
Е16 RAC875_rep_c69465_181 IWB62575 27.7 10,7 -0,46 18,1 25.5-32.3 CAP7_c3367_68-Ku_c70534_1215 IWB14015-IWB39901
L16 Ku_c70534_1215 IWB39901 32,3 5,5 — 0,30 9,4 30,1–34,2 wsnp_Ex_rep_c69864_68824236 – BS00064039_51 IWA5650 – IWB9177
2 2 9038_AC7 8,8 −0,28 16,0 35,4–41,6 IAAV902 – Kukri_rep_c111139_338 IWB35578 – IWB49486 c.
3A IWB58656 47,8 11,7 −0,38 21,5 44,7–52,8 BobWhite_c2868_183 – BS00022845_51 IWB2226 – IWB7288 Е18 RAC875_c26607_676 IWB55955 24,1 3.5 -0.18 6.6 18-28.5 BS00076101_51-wsnp_Ex_c17450_26162037 IWB10851-IWA2220
7A QGpc .spa-7A Е15 TA001083-0602 IWB65337 63,6 5,4 0,21 9,8 56-74.4 RAC875_c2682_840-BS00049729_51 IWB55990-IWB8555
L15 BobWhite_c6193_298 IWB4104 62. 9 3.9 0,22 6.9 53.6-74.5 RAC875_c2682_840-BS00049729_51 IWB55990-IWB8555
Е17 IAAV5054 IWB34967 70,4 5,2 0,24 10,8 63,6–73,5 TA001083-0602 – BS00049729_51 IWB65337 – IWB8555
E18 Bob3_384 62White_c6199 8,3 0,32 14,8 62,4–67 BobWhite_c6193_298 – IAAV5054 IWB4104 – IWB34967
7B 7B 21,7 3,6 0,22 6,9 16,3–27,1 Tdurum_contig77503_738 – GENE-1728_107 IWB73419 – IWB32614
Tdurum_contig56281_261 IWB72499 156,6 3,4 0,11 4,6 155.3-161.7 BS00023071_51-Tdurum_contig10362_555 IWB7410-IWB66483
2B QGpc .spa-2B.1 IAAV1903 IWB34469 34,9 6,2 −0,15 9,0 27,6–38,2 IWB2_K325_22_22_226 QGpc.Спа-3А.3 Ku_c70534_1215 IWB39901 32,3 13,4 -0,23 20,7 28.6-36.9 RAC875_rep_c69465_181-Tdurum_contig43475_978 IWB62575-IWB71425
5B QGpc.spa-5B BS00076101_51 IWB10851 19,1 3,5 -0,11 5,0 9.3-27.8 Tdurum_contig9291_438-RAC875_rep_c74170_236 IWB73824-IWB63010
7A QGpc.spa-7A BobWhite_c6193_298 IWB4104 62,9 4,5 0,12 6,2 55,3–63,6 BS6074002 BS6074002 55,3–63,6 BS6074002_ I2033102 I203107
1B QGpc.spa-1B.2 L16 Kukri_c30461_857 IWB43857 163,61 4,05 0382 4,05 0382 7,7 162.4-168.6 BS00023071_51-Tdurum_contig10362_555 IWB7410-IWB66483
1B QGpc.spa-1B.3 Е17 Tdurum_contig60509_232 IWB72738 122,51 5,12 −0,20 10,2 117,7–126,5 Tdurum_contig52053_149 – BobWhite_c16005_289 IWB72238 – IWB859
2pc L14 IAAV2585 IWB34575 50.81 3,52 0,18 7.4 40.4-53.7 Ex_c67274_1226-Kukri_c8180_193 IWB21111-IWB47898
3A QGpc. спа-3A.2 Е17 wsnp_Ex_c3478_6369892 IWA3498 19.91 4,70 -0,18 9,3 13.7-21.1 Tdurum_contig60631_336-wsnp_Ex_rep_c69577_68526990 IWB72751-IWA5617
E18 BS00063531_51 IWB9076 16.11 5,08 -0,23 9.7 15.6-18.6 Tdurum_contig42496_1426-Tdurum_contig56748_632 IWB71206-IWB72529
3A QGpc.spa-3А.3 Е15 Ku_c70534_1215 IWB39901 32.31 5,51 -0,21 10,5 27.1-34.2 RAC875_rep_c69465_181-BS00064039_51 IWB62575-IWB9177
L15 BobWhite_c2868_183 IWB2226 43.51 4,71 -0,27 8.6 37.1-51.8 Tdurum_contig43475_978-BS00022845_51 IWB71425-IWB7288
5A QGpc.spa-5A L14 wsnp_Ex_c807_1585614 20,81 3,77 0,19 8,0 8,8–22,7 wsnp_JD_c940_1381248 – Tdurum_contig50779_383 IWA6226 – IWB72119 IWA6226 – IWB72119 IWA6226 – IWB72119 IWA6226 – IWB72119 Спа-6A Е16 Excalibur_rep_c69900_395 IWB31095 107.01 3,62 0,17 7,9 103.3-111.2 Tdurum_contig97520_902-BS00085688_51 IWB74002-IWB11419
6B QGpc. спа-6B Е15 RAC875_c13920_836 IWB53808 52.01 4,40 0,18 8,1 40-63 BS00064283_51-Tdurum_contig42414_612 IWB9241-IWB71115
7A QGpc.spa-7A E15 TA001083-0602 IWB65337 63,61 4,59 0,19 8,5 54,9–72,9 BS00074227 BS00074227 L15 TA001083-0602 IWB65337 68.61 3,22 0,20 5,7 58-74.4 BS00074229_51-BS00049729_51 IWB10718-IWB8555
Е17 IAAV5054 IWB34967 62.91 0,16 8.3 58.6-67.8 BobWhite_c6193_298-BS00049729_51 IWB4104-IWB8555
Е18 BobWhite_c6193_298 IWB4104 63.61 6,89 0,27 13,3 50,8–74,4 BobWhite_c6193_298 – IAAV5054 IWB4104 – IWB34967

Распределение локусов количественных признаков (QTL) для концентрации белка в зернах (без определения линейной среды, определяемое с помощью наилучшего предсказания с использованием линейной среды (GPC), определяемое с помощью BLUP) ) значения и условное отображение.

Когда было проведено картирование QTL с использованием значений BLUP во всех средах, всего пять QTL были обнаружены на хромосомах 1B, 2B, 3A, 5B и 7A. Фенотипическая дисперсия, объясняемая каждым QTL, составляла от 4,6 до 20,7% (). Примечательно, что четыре ( QGpc.spa-2B.1, QGpc.spa-3A.3, QGpc.spa-5B и QGpc.spa-7A ) из пяти QTL также были обнаружены при картировании QTL в индивидуальные среды. QTL на 1B, 2B, 3A и 7B, которые отображены только в одной среде с использованием значений GPC, не были обнаружены с использованием значений BLUP.Один дополнительный QTL, QGpc.spa-1B.2 , был картирован на хромосоме 1B с использованием значений BLUP с аллелем, увеличивающим признак, приписываемым Strongfield.

Условный анализ QTL

Девять QTL были обнаружены на семи хромосомах с использованием условного картирования QTL (). Эти QTL объясняют 5,7–13,3% фенотипической дисперсии со значениями LOD 3,2–6,9. Шесть из девяти QTL имели аллели увеличения признака от Strongfield, тогда как другие три QTL имели благоприятные аллели от Pelissier. Среди идентифицированных условных QTL четыре ( QGpc.spa-1B.2, QGpc.spa-3A.2, QGpc.spa-3A.3 и QGpc.spa-7A ) также были обнаружены с помощью традиционного картирования QTL. Особенно важно, что QGpc.spa-7A был обнаружен в тех же четырех средах как условным, так и традиционным картированием QTL. QGpc.spa-3A.2 был обнаружен в двух средах (E17 и E18), тогда как он был обнаружен только в E17 с помощью традиционного картирования. Напротив, QGpc.spa-3A.3 был обнаружен в двух средах (E15 и L15), но в этих двух, а также в трех дополнительных средах с помощью традиционного картирования.QTL, обнаруженный на хромосомах 2B, 5B и 7B традиционным анализом, не был идентифицирован условным картированием. Однако пять дополнительных QTL на хромосомах 1B ( QGpc.spa-1B.3 ), 2A ( QGpc.spa-2A ), 5A ( QGpc.spa-5A ), 6A ( QGpc.spa-6A ) и 6B ( QGpc.spa-6B ) были идентифицированы только с использованием условного сопоставления.

Анализ гаплотипов в нескольких QTL

Для исследования накопленных эффектов в нескольких QTL благоприятных аллелей на GPC, комбинированный анализ гаплотипов, выполненный для QTL, обнаруженного с использованием значений BLUP и идентифицированного в двух или более средах с использованием традиционного и условного картирования, был ограничен до QGpc.spa-3A.3 и QGpc.spa-7A . SNP в интервале 2 LOD каждого QTL использовались для анализа гаплотипов. Четыре разных гаплотипа (от Hap1 до Hap4) были идентифицированы с разными частотами, каждый гаплотип представлен в 23–41 линиях DH (). Линии DH с Hap2 имели наилучшую комбинацию всех благоприятных аллелей в каждом QTL, о чем свидетельствует самый высокий GPC во всех средах, хотя не было значительных различий между Hap 2 и Hap3 в E14, L14, E16 и L16. Линии с Hap4 имели наименее благоприятное сочетание аллелей.Значительные различия наблюдались для GPC в линиях с этими двумя группами гаплотипов Hap2 и Hap4 во всех средах. Значительные различия между линиями с Hap1 и Hap4 для GPC также наблюдались во всех средах. За исключением E14 и E17, GPC значительно отличался между линиями, несущими Hap3 и Hap4 (). Мы провели предварительную оценку эффективности MAS с использованием маркера пика Ku_c70534_1215 ( IWB39901 ) в QTL QGpc.spa-3A.3 и маркер пика BobWhite_c6193_298 ( IWB4104 ) в QTL QGpc.spa-7A в общей сложности 131 элитная линия твердых пород, фенотипированных для GPC и генотипированных с тем же чипом SNP, что и для линий в этом исследовании. Основываясь на генотипах маркера пика в области QTL, элитные линии были разделены на две группы со значительно разными средними значениями GPC (тест t- , p <0,01) (). Отрицательная корреляция между GPC и GY в разных группах гаплотипов была обозначена линиями регрессии (дополнительный рисунок 2).Линия регрессии GPC на GY от Hap4 имела наибольший наклон, пересечение и R 2 , в то время как линия регрессии Hap3, несущая благоприятный аллель, происходящий от Пелисье на QGpc.spa-3A.3 , показала наименьший наклон, пересечение и R 2 . Линия регрессии Hap 1, несущая благоприятный аллель, внесенный Strongfield на QGpc.spa-7A , имела уменьшенный наклон, пересечение и R 2 по сравнению с линией регрессии Hap4.

Анализ гаплотипов двух локусов количественных признаков (QTL) в интервале 2 LOD, которые были обнаружены с использованием значений наилучшего линейного несмещенного предсказания (BLUP) и идентифицированы в двух или более средах с использованием традиционного и условного картирования. (A) Блок гаплотипа на основе маркеров SNP в каждой области QTL. (B) Коробчатые диаграммы фенотипических значений, соответствующих четырем различным группам гаплотипов в каждой среде. Гаплотипы, содержащие <3 линий DH, не были включены в таблицу.Линии DH с неопределенным гаплотипом не показаны. (C) Коробчатые диаграммы значений GPC в двух группах элитных линий твердых сортов ( n = 131), разделенных по генотипу маркера пика Ku_c70534_1215 в QTL QGpc.spa-3A.3 и маркера пика BobWhite_c6193_298 в QTL QGpc.spa-7A . ГПХ, концентрация зернового белка. * p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001 теста t- .

Проекция QTL на эталонный геном твердой пшеницы cv.Svevo

Когда мы спроектировали QTL для GPC, идентифицированного в этом исследовании, и те, о которых сообщалось в литературе, на эталонный геном сорта твердой пшеницы. Свево, мы смогли сравнить близость каждого (дополнительная таблица 1 и). QTL QGpc.spa-1B.1 (M3, IWB12562 ) был спроектирован на коротком плече хромосомы 1B физической карты твердых сортов пшеницы, на расстоянии ~ 34,4 МБ от QTL (M2, wPt-0655 ). Автор: Giraldo et al. (2016) и 35,3 МБ из SSR-маркера barc18 (M4), связанного с GPC, о котором сообщили Suprayogi et al.(2009). QTL QGpc.spa-1B.2 (M8, IWB72499 ) на длинном плече хромосомы 1B находится на расстоянии 29,7 МБ от QTL (M7, D1112546 ), идентифицированного Rapp et al. (2018) и 30,9 МБ из QTL (M9, IWB60663 ), о котором сообщают Фатюха и др. (2020) в твердой пшенице.

Проекция локусов количественных признаков (QTL) для концентрации белка в зерне (GPC), представленных в литературе, и QTL, идентифицированного в двух или более средах с использованием традиционного и условного картирования и с использованием наилучших значений линейного несмещенного предсказания (BLUP) в этом исследовании на эталонный геном твердой пшеницы сорта.Свево.

В настоящем исследовании QGpc.spa-2B.1 был идентифицирован на коротком плече, а QGpc.spa-2B.2 на длинном плече хромосомы 2B. Среди QTL, о которых сообщалось в предыдущих исследованиях, ближайшим к QTL QGpc.spa-2B.1 является тот (M18, IWB72906 ) с расстоянием 22 Мб, о котором сообщают Giancaspro et al. (2019). QGpc.spa-2B.2 (M20, IWB38099 ) — это 27,7 МБ из QTL (M19, gwm1249 ), о котором сообщил Peleg et al.(2009) и 22,6 МБ из QTL (M21, IWA544 ), о которых сообщают Marcotuli et al. (2017). На коротком плече 3A Giancaspro et al. (2019) сообщили о QTL (M27, IWB72484 ), связанном с GPC, который составляет 187,6 МБ за исключением пикового маркера QGpc.spa-3A.1 (M26, IWB6837 ), обнаруженного в этом исследовании. QTL QGpc.spa-3A.3 (M32, IWB39901 ) на длинном плече хромосомы 3A, обнаруженный в этом исследовании, и QTL (M31, IWB28341 ), сообщенный Fatiukha et al.(2020) разделены физическим расстоянием 59,5 Мб. QGpc.spa-3A.4 (M33, IWB58656 ) находится на расстоянии ~ 7,8 МБ от SNP (M34, IWB35484 ), как сообщается Nigro et al., Он связан с GPC у твердой пшеницы. (2019). QGpc.spa-5B (M36, IWB10851 ) (M35, D1118885 ) на 5B находится в непосредственной близости примерно на 3,15 МБ от QTL, о котором сообщил Rapp et al. (2018). QGpc.spa-7A (M49, IWB4104 ) на хромосоме 7A находится на расстоянии 2.24 Мбайт в QTL (M48, D1382367 ), о котором сообщают Rapp et al. (2018) и 2,94 МБ в QTL (M50, IWB65659 ), о которых сообщил Nigro et al. (2019).

Обсуждение

Стабильный QTL

В настоящем исследовании наблюдалась высокая наследуемость в широком смысле для GPC, которая аналогична ранее опубликованному исследованию (Conti et al., 2011), что указывает на то, что GPC в основном контролируется генетическими факторами. Умеренные корреляции, наблюдаемые между различными средами, снова указывают на существенный генетический компонент изменчивости GPC.11 QTL, обнаруженный для GPC с использованием традиционного картирования, указывает на сложное количественное наследование многих QTL с малым и средним эффектом. Четыре QTL, QGpc.spa-2B.1, QGpc.spa-2B.2, QGpc.spa-3A.3 и QGpc.spa-7A , неоднократно обнаруживались в двух или более средах, несмотря на аддитивные эффекты из этих QTL различались по величине в разных средах. Сходным образом, взаимодействие QTL × среда описано для GPC у твердых сортов пшеницы (Conti et al., 2011). Дело в том, что два таких QTL, QGpc.spa-3A.3 и QGpc.spa-7A , также были картированы с использованием значений BLUP, что позволяет предположить, что они стабильно экспрессируются во всех средах. Учитывая, что взаимодействие генотип × среда имеет большое влияние на GPC твердой пшеницы, QTL, который стабильно экспрессируется в разных средах, должен быть ценным для поддержания GPC в отборе для усиления зародышевой плазмы.

Сравнение с предыдущими исследованиями

Физическое расстояние QGpc.spa-1B.1 (M3, IWB12562 ) ~ 34,4 МБ от маркера пика QTL, wPt-0655 (M2), по данным Giraldo и другие.(2016) и 35,3 МБ от маркера SSR, barc18 (M4), сообщается Suprayogi et al. (2009) предположили, что это разные локусы. Но из-за плохого разрешения картирования нельзя исключать возможность того, что один и тот же ген функционирует во всех исследованиях. Близость QTL QGpc.spa-1B.2 (M8, IWB72499 ) на расстоянии 29,7 Mb от QTL (M7, D1112546 ), идентифицированная Rapp et al. (2018) и 30,9 МБ из QTL (M9, IWB60663 ), о котором сообщают Фатюха и др.(2020) снова предложили бы разные контролирующие локусы. Физическое сопоставление предполагает, что QGpc.spa-1B.1 отличается от QGpc.spa-1B.2 . TRITD2Bv1G082940 , вероятно, кодирующий NAM-B2 — паралогичную копию NAM-B1, находится в интервале QGpc.spa-2B.1 (156,604,237–231,697,558 п.н.). TRITD2Bv1G082940 имеет четыре транскрипта сплайсинга и кодирует белок с 95,3–99,2% идентичностью с NAM-B2 из Triticum turgidum L. subsp. durum (Desf.) Husn. (GenBank {«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «ABI

Группа Сплав A Состояние B
1 304, 305, 384, 304L, 18-9LW, 302HQ D (CW) Холодная обработка C
2 316, 316L (CW) Холодная обработка C
3 321, 347 (CW) Холодная обработка C
4 430E (CW) Холодная обработка C
5 410F (H) Закаленная и отпущенная
6 431 (H) Закаленная и отпущенная
7 630 (AH) Возрастная закалка

A Если иное не указано в запросе и заказе, выбор сплава из группы остается на усмотрение производителя крепежа.
B См. Раздел 4.2 из F593 для опций
C Размеры 0,75 дюйма и более могут быть подвергнуты горячей обработке и отжигу.
D По согласованию с покупателем могут быть поставлены сплавы 303, 303Se или XM1.
E По согласованию с покупателем может поставляться сплав 430F.
F По согласованию с покупателем могут поставляться сплавы 416 или 416Se.

ASTM F593 Условия поставки болтов

Группа сплавов Состояние С мебелью, если не указано иное Дополнительные условия (необходимо указать)
1, 2, 3 CW AF, A, SH
4 CW A
5 H HT
6 H HT
7 AH нет

A — Изготовлен из отожженной или отожженной заготовки с сохранением свойств исходного материала; или горячее формование и отжиг в растворе.
AF — Головка и прокатка из отожженной заготовки с последующим повторным отжигом
AH — Отжиг на раствор и закалка после старения после формовки.
CW — Головка и прокатка из отожженной заготовки с получением некоторой степени холодной обработки. Размеры 0,75 дюйма и больше могут подвергаться горячей обработке и отжигу на твердый раствор.
H — Закалка и отпуск минимум при 1050 ° F (565 ° C).
HT — Закалка и отпуск минимум при 525 ° F (274 ° C).
SH — Изготовлен из упрочненной заготовки или подвергнут холодной обработке для достижения определенных свойств.

ASTM F593 Химический состав

Состав,%, не более, за исключением показанного
UNS Обозначение Группа сплавов Сплав Углерод Марганец фосфор Сера Кремний Хром Никель Медь Молибден Прочие
Аустенитные сплавы
S30200 1 303 0.15 2,00 0.200 0,150 мин 1 17,0 — 19,0 8,0 — 10,0 0,60 макс A
S30323 1 303 SE 0,15 2,00 0.200 0,060 1 17.0 — 19,0 8,0 — 10,0 Se 0,15 мин
A30400 1 304 0,08 2,00 0,045 0,030 1 18,0 — 20,0 8,0 — 10,5 1,00
S30403 1 304 L 0.03 2,00 0,045 0,030 1 18,0 — 20,0 8,0 — 12,0 1,00
S30500 1 305 0,12 2,00 0,045 0,030 1 17.0 — 19,0 10,5 — 13,0 1,00
S38400 1 384 0,08 2,00 0,045 0,030 1 15,0 — 17,0 17,0 — 19,0 0,50 макс A
S20300 1 ХМ1 0.08 5,00 — 6,50 0,040 0,18 — 0,35 1 16,0 — 18,0 5,0 — 6,5 1,75 — 2,25
S30430 1 18-9LW 0,10 2,00 0,045 0,030 1 17.0 — 19,0 8,0 — 10,0 3,0 — 4,0
S30433 1 302HQ 0,03 2,00 0,045 0,030 1 17,0 — 19,0 8,0 — 10,0 3,0 — 4,0
S31600 2 316 0.08 2,00 0,045 0,030 1 16,0 — 18,0 10,0 — 14,0 2,0 — 3,0
S31603 2 316 L 0,03 2,00 0,045 0,030 1 16.0 — 18,0 10,0 — 14,0 2,0 — 3,0
S32100 3 321 0,08 2,00 0,045 0,030 1 17,0 — 19,0 9,0 — 12,0 Ti 5 x C мин.
S34700 3 347 0.08 2,00 0,045 0,030 1 17,0 — 19,0 9,0 — 13,0 Cb + Ta 10 x C мин.
Ферритные сплавы
S43000 4 430 0,12 1,00 0,040 0.030 1 16,0 — 18,0
S43020 4 430F 0,12 1,25 0,060 0,150 мин 1 16,0 — 18,0 0,60 макс A
Мартенситные сплавы
S41000 5 410 0.15 1,00 0,040 0,030 1 11,5 — 13,5
S41600 5 416 0,15 1,25 0,060 0,150 мин 1 12,0 — 14.0 0,60 макс A
S41623 5 416 SE 0,15 1,25 0,060 0,060 1 12,0 — 14,0 Se 0,15 мин
S43100 6 431 0.20 1,00 0,040 0,030 1 15,0 — 17,0 1,25 — 2,50
Сплав с дисперсионным твердением
S17400 7 630 0,07 1,00 0,040 0.030 1 15,0 — 17,5 3,0-5,0 Cb + Ta 0,15 — 0,45

A По выбору производителя, определяется только при намеренном добавлении.

ASTM F593 Механические свойства

Сплавы из нержавеющей стали Состояние B Маркировка механических свойств сплава Номинальный диаметр, дюйм Полноразмерные тесты Испытания обработанных образцов
Предел прочности, тыс. Фунтов / кв. Дюйм C Предел текучести, тыс. Фунтов / кв. Дюйм DC Твердость по Роквеллу Предел прочности при растяжении, тыс. Фунтов / кв. Дюйм C Предел текучести, тыс. Фунтов / кв. Дюйм DC Относительное удлинение в 4D,%
Аустенитные сплавы
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) AF F593A от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 65–85 20 B85 макс 60 20 40
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) А F593B от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 75–100 30 B65 по 95 70 30 30
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) CW1 F593C от 1/4 до 5/8, вкл. 100–150 65 B95 к C322 95 60 20
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) CW1 F593C от 1/4 до 5/8, вкл. 100–150 65 B95 к C322 95 60 20
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) CW2 F593D 3/4 до 1-1 / 2, вкл. 85–140 45 B80 по C32 80 40 25
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) Ш2 F593A от 1/4 до 5/8, вкл. 120–160 95 C24 по C36 115 90 12
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) Ш3 F593B 3/4 к 1, вкл. 110–150 75 C20 к C32 105 70 15
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) Ш4 F593C от 1-1 / 8 до 1-1 / 4, вкл. 100–140 60 B95 по C30 95 55 20
1 (303, 304, 304L, 305, 384, XM1, 18-9LW, 302HQ, 303Se) Ш5 F593D 1-3 / 8 до 1-1 / 2, вкл. 95–130 45 B90 по C28 90 40 28
2 (316, 316L) AF F593E от 1/4 до 1-1 / 2 дюйма, включая 65–85 20 B85 макс 60 20 40
2 (316, 316L) А F593F от 1/4 до 1-1 / 2 дюйма, вкл. 75–100 30 B65 по 95 70 30 30
2 (316, 316L) CW1 F593G от 1/4 до 5/8, вкл. 100–150 65 B95 к C322 95 60 20
2 (316, 316L) CW2 F593H 3/4 до 1-1 / 2, вкл. 85–140 45 B80 по C32 80 40 25
2 (316, 316L) Ш2 F593E от 1/4 до 5/8, вкл. 120–160 95 C24 по C36 115 90 12
2 (316, 316L) Ш3 F593F 3/4 к 1, вкл. 110–150 75 C20 к C32 105 70 15
2 (316, 316L) Ш4 F593G от 1-1 / 8 до 1-1 / 4, вкл. 100–140 60 B95 по C30 95 55 20
2 (316, 316L) Ш5 F593H 1-3 / 8 до 1-1 / 2, вкл. 95–130 45 B90 по C28 90 40 28
3 (321, 347) AF F593J от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 65–85 20 B85 макс 60 20 40
3 (321, 347) А F593K от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 75–100 30 B65 по 95 70 30 30
3 (321, 347) CW1 F593L от 1/4 до 5/8, вкл. 100–150 65 B95 к C322 95 60 20
3 (321, 347) CW2 F593M 3/4 до 1-1 / 2, вкл. 85–140 45 B80 по C32 80 40 25
3 (321, 347) Ш2 F593J от 1/4 до 5/8, вкл. 120–160 95 C24 по C36 115 90 12
3 (321, 347) Ш3 F593K 3/4 к 1, вкл. 110–150 75 C20 к C32 105 70 15
3 (321, 347) Ш4 F593L от 1-1 / 8 до 1-1 / 4, вкл. 100–140 60 B95 по C30 95 55 20
3 (321, 347) Ш5 F593M 1-3 / 8 до 1-1 / 2, вкл. 95–130 45 B90 по C28 90 40 28
Ферритные сплавы
4 (430, 430F) AF F593X от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 55–75 30 B85 макс 50 25
4 (430, 430F) А F593N от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 55–75 30 B85 макс 50 25
4 (430, 430F) CW1 F593V от 1/4 до 5/8, вкл. 60-105 40 B75 по 98 55 35
4 (430, 430F) CW2 F593W 3/4 до 1-1 / 2, вкл. 55–100 30 B65 по 95 50 25
Мартенситные сплавы
5 (410, 416, 416Se) H F593P от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 110–140 90 C20 по 30 110 90 18
5 (410, 416, 416Se) H F593P от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 110–140 90 C20 по 30 110 90 18
5 (410, 416, 416Se) HT F593R от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 160–190 120 C34 по 45 160 120 12
6 (431) H F593S от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 125–150 100 C25 по 32 125 100 15
6 (431) HT F593T от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 180–220 140 C40 по 48 180 140 10
Сплав с дисперсионным твердением
7 (630) AH F593U от 1/4 до 1-1 / 2, вкл. 135–170 105 C28 по 38 135 105 16

A Минимальные значения, кроме тех, которые показаны как максимальные или как диапазон.
B условные обозначения:
AF — Головка и прокатка из отожженной заготовки с последующим повторным отжигом
AH — Отжиг и старение после формовки на раствор
CW — Головка и прокатка из отожженной заготовки, таким образом приобретая степень холодной обработки.Размеры 0,75 дюйма и больше могут подвергаться горячей обработке и отжигу на твердый раствор.
H — Закалка и отпуск минимум при 1050 ° F (565 ° C).
HT — Закалка и отпуск минимум при 525 ° F (274 ° C).
SH — Изготовлен из упрочненной заготовки или подвергнут холодной обработке для достижения определенных свойств.
C Значения текучести и предела прочности для полноразмерных изделий должны быть рассчитаны путем деления предела текучести и максимального значения растягивающей нагрузки на площадь напряжения для размера изделия и размеров резьбы, определенных в соответствии с методами испытаний F606.
D Предел текучести — это напряжение, при котором происходит смещение на 0,2 & измерительной длины.

ASTM F593 Требования к механическим испытаниям болтов и шпилек

A
Арт. Номинальная длина Растягивающая нагрузка, фунт-сила Полноразмерные тесты Испытания обработанных образцов
Диаметр 3/4 дюйма и менее Диаметр более 3/4 дюйма. Предел прочности клина Предел прочности при осевом растяжении Предел текучести Твердость по Роквеллу Предел прочности Предел текучести Удлинение
Винты с шестигранной, квадратной головкой и внутренним шестигранником Менее 2-1 / 4 D Менее 3D все Вариант A Вариант B В Вариант C В В В
2-1 / 4D и длиннее 3D и длиннее 120 000 макс Обязательно В Обязательно В В В В
2-1 / 4D и длиннее 3D и длиннее более 120000 Вариант A В Вариант A В Вариант B Вариант B Вариант B
Шпильки и другие болты Менее 2-1 / 4 D Менее 3D все В Вариант A В Вариант B В В В
2-1 / 4D и длиннее 3D и длиннее 120 000 макс В Обязательно Обязательно В В В В
2-1 / 4D и длиннее 3D и длиннее более 120000 В Вариант A Вариант A В Вариант B Вариант B Вариант B
Скидки C все все все В В Обязательно В В В В

A Если предоставляются варианты, должны быть выполнены все испытания в рамках варианта.Вариант A, вариант B и вариант C указывают на то, что производитель может выполнить все испытания по варианту A (полноразмерный), по варианту B (обработанный образец) или по варианту C, в зависимости от того, что предпочтительнее. По возможности следует проводить испытания по варианту А.
B Испытания, которые не являются обязательными
C Специальные крепежные детали — это крепежные детали со специальной конфигурацией, включая высверленные головки, уменьшенный корпус и т. Д., Которые слабее, чем резьбовая часть. Специальные крепежные детали с полноразмерными головками должны испытываться, как указано для шпилек и других болтов.

ASTM F593 Площади растягивающего напряжения и резьбы на дюйм

Номинальный размер, дюйм. Грубая резьба — UNC Тонкая резьба — UNF Серия резьбы — 8UN
Резьбы / дюйм Область напряжений A , дюйм 2 Резьбы / дюйм Область напряжений A , дюйм 2 Резьбы / дюйм Область напряжений A , дюйм 2
1/4 20 0.0318 28 0,0364
5/16 18 0,0524 24 0,0580
3/18 16 0,0775 24 0,0878
7/16 14 0.1063 20 0,1187
1/2 13 0,1419 20 0,1599
9/16 12 0,1820 18 0,2030
5/8 11 0.2260 18 0,2560
3/4 10 0,3340 16 0,3730
7/8 9 0,4620 14 0,5090
1 8 0.6060 12 0,6630
1 1/8 7 0,7630 12 0,8560 8 0,790
1 1/4 7 0,9690 12 1,0730 8 1.000
1 3/8 6 1.1550 12 1,3150 8 1,233
1 1/2 6 1.4050 12 1,5810 8 1.492

A Зоны растягивающего напряжения рассчитываются по следующей формуле: A B = 0,7854 [D- (0,9743 / n)] 2
Где:
A B = Площадь растягивающего напряжения, дюйм3,
D = номинальное размер (основной большой диаметр), дюйм.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *