Локализация и устойчивость деформации в температурно-скоростных режимах динамической сверхпластичности

• Автор: Китаева, Дарья Анатольевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Бишкек
• Количество страниц: 132 с. : ил.

1. Критериальность устойчивости сверхпластического течения
1.1.0 физической природе локализации деформации
1.2. Анализ критериев устойчивости пластического и сверхпластического течений
2. Математическое моделирование процессов высокотемпературной деформации промышленных
• алюминиевых сплавов
2.1. Основные предпосылки модели
2.2. Об аналитических условиях перехода алюминиевых сплавов в сверхпластическое состояние при одноосном растяжении
2.3. Уравнение состояния
2.4. Кинетические уравнения
2.5. Определяющие уравнения теории
сверхпластической деформации
3. Задача об устойчивости одноосного растяжения при динамической сверхпластичности
% 3.1. Постановка задачи
3.2. Основное дифференциальное уравнение и его
решение
3.3. Формулировка граничных условий
3.4. Определение функций и С2ДАр0^
3.5. Условие устойчивости
3.6. Вычисление вариаций скоростей перемещений
и деформаций
^ 3.7. Определение вариаций компонент напряжений
4. Теория «бегающей» шейки
4.1. Численный анализ процесса локализации
деформации
4.2. Решение Г.Д. Деля задачи об устойчивости деформирования в состоянии сверхпластичности
4.3. Оценка достоверности полученных результатов

Заключение
Список литературы

Требования резкого увеличения темпов развития экономики на основе научно-технического прогресса и интенсификации народного хозяйства, повышения его эффективности и качества всех видов выпускаемой продукции ставят задачи создания и внедрения технологических процессов и оборудования, которые в состоянии обеспечить качественный скачок не только уровня конечной продукции, но и способов ее производства. При этом упор делается на ресурсосберегающие технологии, с использованием которых можно достичь значительной экономии материальных, энергетических и трудовых затрат по сравнению с традиционными методами при высоком качестве продукции.
Научно-технический прогресс любой отрасли определяется не только технологией производства, но и применяемыми материалами. Важнейшую роль в машиностроении играют металлические материалы, определяющее значение которых сохранится, очевидно, на длительный период времени. Использование интенсивных методов металлургического и заготовительного производств позволит наиболее эффективно внедрить ресурсосберегающие процессы, чтобы максимально приблизить используемые в дальнейшем изделия и заготовки по массе, форме и качеству к готовым деталям узлов и машин. Одним из путей решения этой задачи является внедрение малоотходных технологических процессов, в частности, обработки давлением. Успехи таких способов, достигнутые в последние годы, опираются, главным образом, на совершенствование традиционных теории и практики обработки металлов давлением, созданием новых видов высокопроизводительного, высокомощного, универсального технологического оборудования.
Из новейших достижений в изучении поведения металлов и сплавов при деформировании, использующих результаты исследований в металловедении, физике металлов, механике сплошных сред и обработке давлением, достаточно перспективной считается практическая реализация эффекта сверхпластичности.
Явление сверхпластичности можно считать научной и технологической новинкой по той причине, что лишь в 60-х годах XX в. проблема была сформулирована и начаты систематические исследования не только по выяснению микромеханизмов, но и в области промышленного использования.
Внешняя сторона эффекта сверхпластичности проявляется в виде аномального квазиоднородного удлинения (до нескольких сотен и даже тысяч процентов) при малых значениях напряжений пластического течения. Изучение физических аспектов подобной аномалии показало перераспределение известных форм массопереноса в сторону превалирования механизма зернограничного проскальзывания.
Реализации указанного механизма способствует формирование равноосной ультрамелкозернистой структуры, которое может осуществляться на предварительном этапе или в процессе нагрева и деформации. Первому случаю отвечает структурная или микрозеренная сверхпластичность, второму - динамическая.
Наибольшее количество исследований посвящено структурной сверхпластичности. В то же время известно, что многие металлические материалы в состоянии поставки проявляют сверхпластические
свойства. Получение ультрамелкого зерна и, следовательно, осуществление механизма зернограничного проскальзывания
обусловлены грамотным подбором температурно-скоростных условий.
Анализ развития сверхпластичности указывает на интерес, с одной стороны, к материаловедческой и металлофизической части проблемы, а с другой - к технологической. При этом вне рассмотрения
q=m(rf+p(Z)тl. (2.10)
В рамках представлений о функции (2.7) как о морсовской [54] утверждается, что при (3>0 ^г]о, 1р изменений структурного
характера в деформируемом материале не происходит. Условие /? < 0 (*«М) соответствует структурно неустойчивому состоянию среды.
Переходным процессам отвечает равенство /? = 0.
Качественная картина, отражающая влияние знака управляющего параметра (3 на характер кривых д-Т], представлена на рис. 2.4.
Значения параметров порядка 7^ 2 и скоростей деформаций,
ограничивающих при ^е]о, 1[ область структурных изменений,
определяются из условия (2.5), которое заменой (2.8) трансформируется в равенство д = 0. С учетом (2.8), (2.10) получены выражения
Ъ,2=*
Ґ 1/2

£ Л'П =£*
1 +
V то;
(2.11)
Ограничения по параметрам порядка Т]'^ 2 и скоростям
деформации на диапазон проявления сверхпластических свойств найдены из условия &д!йт] = 0 и имеют вид

1,2

( Р л 1/2 5 £Л'П = £* 1 + ( р л 1/2'
к Зт0; 1 3то)
(2.12)
Показано, что алюминиевые сплавы переходят из исходного состояния в рекристаллизованное через сильные структурные флуктуации, ответственность за реализацию которых возложена на параметр (3. Соотношение (2.12) удовлетворяет условиям (2.3).