Влияние сложного нагружения на деформационное поведение двухфазных титановых сплавов в условиях сверхпластичности

• Автор: Кашаев, Ришат Мавлявиевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 129 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Влияние схемы деформирования на температурно-скоростные условия и параметры сверхпластичности.
1.2. Методы и оборудование для механических испытаний при сложном напряженном состоянии.
1.3.Формирование микрокристаллической структуры в титановых сплавах при деформации в режиме сверхпластичности.

1.4. Комбинация кручения с осевой деформацией

1.5. Постановка задачи исследования. 38 Глава 2. Установка сложного нагружения, материал и методика

исследований.

2.1. Установка сложного нагружения.
2.1.1. Анализ и выбор основных элементов установки
2.1.2. Устройство и работа основных элементов установки.
2.1.3. Техническая характеристика. 5
2.2. Выбор материала для исследований.
2.3. Методика исследований. 5
2.3.1. Методика механических испытаний 5
2.3.2. Микроструктурные исследования 62 Г лава 3. Напряженное состояние при растяжении с кручением
сплошного цилиндра.
3.1. Оценка неоднородности напряженного состояния
3.2. Определение напряженного состояния.
3.3. Анализ полученных формул.
3.4. Экспериментальная апробация полученных формул.
Глава 4. Механическое поведение двухфазных титановых сплавов ВТ9 и ВТ6 в условиях простого и сложного нагружения
4.1 .Оценка влияния исходной анизотропии материала на напряжение течения при сверхпластической деформации
4.2. Экспериментальное исследование двухфазных титановых
сплавов ВТ9 и ВТ6 в условиях простого (пропорционального) нагружения.
4.2.1. Механическое поведение сплава ВТ
4.2.2. Механическое поведение сплава ВТ6.
4.3. Экспериментальное исследование титановых сплавов ВТ9 иВТб при сложном нагружении.
4.3.1. Опыты по двухзвенным траекториям деформаций по проверке гипотезы единой кривой.
4.3.2. Сложное нагружение тонкостенных трубчатых образцов.
Глава 5. Влияние одно- и двухкомпонентного нагружения на микроструктуру и механические свойства сплава ВТ9 с исходной крупнозернистой микроструктурой
5.1. Влияние однокомпонентного нагружения на микроструктуру и деформационное поведение сплава ВТ
5.2. Влияние двухкомпонентного нагружения на микроструктуру и деформационное поведение сплава ВТ
Технологическое приложение
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Широкое применение титановых сплавов в промышленности обусловлено их высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью, низким удельным весом. Вместе с тем, титановые сплавы традиционно относятся к труднодеформируемым материалам ввиду их невысокой технологической пластичности.
Использование эффекта сверхпластичности (СП) при формообразовании изделий позволяет повысить эффективность использования дорогостоящих материалов, уменьшить объем механической обработки и повысить эксплуатационные характеристики изделий. Важной для практики особенностью сверхпластической деформации (СПД) является то, что ее величина и направление практически не влияют на форму и размеры зерен материала. Стабильность однородной микрокристаллической структуры в сверхпластически деформируемом материале обеспечивает ему непосредственно или в сочетании с термообработкой высокий уровень конструкционной прочности. Это позволяет рассматривать СПД не только в качестве процесса, придающего заготовке заданную форму, но и как новый вид термомеханической обработки [1,2].
В большинстве технологических процессов формообразования и операций термомеханической обработки с применением эффекта СП в обрабатываемой заготовке возникает сложное напряженное состояние, когда все три главных напряжения или два из них отличны от нуля. При этом различают такие виды нагружения или деформирования, как простое (пропорциональное) и сложное (непропорциональное). В первом случае все компоненты девиатора напряжений (деформаций) изменяются в одном и том же отношении. В случае невыполнения данного условия нагружение классифицируется как сложное или непропорциональное [3,4].

мацию пластинчатой микроструктуры в двухфазных титановых сплавах, мало [35-37,86]. Выводы, сделанные в них, не согласуются между собой. В [35] показано, что монотонные виды нагружения предпочтительнее для преобразования микроструктуры. Авторы [37] отдают предпочтение существенно немонотонной деформации. Практически для формирования однородной микрокристаллической микроструктуры при отсутствии кристаллографической текстуры наиболее часто применяют многопереходную разнонаправленную деформацию. Имеются также специальные методы измельчения структуры.
1.4. Комбинация кручения с осевой деформацией
Известно, что с целью получения наноструктурных материалов используют осадку с кручением [87]. Комбинация кручения с осевой деформацией приводит к интенсивной пластической деформации. Поэтому он может стать основой для разработки на его базе технологического процесса подготовки структуры [2]. Кроме того, процессы осадки и штамповки с осевым кручением инструмента по сравнению с обычной осадкой или штамповкой осесимметричных деталей позволяют снизить силу деформирования. Этот эффект связан как с развитием сдвиговых окружных деформаций, так и с изменением кинематики контактного трения [88-91]. Область рационального использования процессов осадки и штамповки с кручением определяется: необходимостью снижения и перераспределения нормальных контактных напряжений и возможностью существенного повышения уровня механических свойств изделий и снижения неоднородности их распределения за счет увеличения накопленной деформации [89]. Кроме того, штамповка с кручением мало чувствительна к эксцентрической укладке заготовки в штамп, что создает предпосылки для успешной штамповки с кручением в закрытых штампах.
Наиболее полно исследован этот процесс А.Н.Левановым, В.Н.Субичем и другими исследователями. Важным результатом теоретического анализа является установление зависимости силовых параметров штамповки с кручением: относительного удельного осевого усилия осадки и крутящего