Получение осесимметричных изделий с градиентными механическими свойствами методами многоцикловой комплексной локальной деформации

• Автор: Дорохов, Даниил Олегович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Анализ технологии упрочнения
1.1 Анализ способов и методов упрочнения
1.2 Анализ существующих способов упрочнения методами обработки металлов давлением (ОМД)
1.2.1 Объемное упрочнение ОМД
1.2.2 Поверхностное пластическое деформирование (1111Д)
1.2.3 Объемное и поверхностное пластическое упрочнение
1.3 Анализ возможности использования новых методов ОМД в качестве упрочняющих
1.4 Валковая штамповка как метод многоциклового комплексного локального деформирования
1.4 Валковая штамповка как метод многоциклового комплексного локального
деформирования
Выводы по разделу
2. Разработка технологического процесса и экспериментальные исследования многоциклового комплексного локального деформирования
2.1 Разработка технологического процесса
2.2 Экспериментальная оснастка для реализации способа
2.3. Выбор материала для эксперимента
2.4. Условия экспериментальных исследований
2.5. Методика математического планирования эксперимента, статистической обработки результатов и оценки погрешности
2.6. Определение механических свойств сплава Бр05С5Ц5
2.7. Распределение параметров микротвердости по сечению при различных
силах и количестве проходов (циклов нагружения)
Выводы по разделу
3. Теоретическое исследование процесса многоциклового комплексного локального деформирования

3.1 Методика теоретического исследования
3.2 Особенности пластического деформирования при многоцикловом комплексном локальном деформировании
3.3 Описание используемой математической модели и алгоритма ее
программной реализации
3.4 Геометрия модели и исходные данные для моделирования
3.5 Результаты математического моделирования и их сравнение с
экспериментальными данными
Выводы по разделу
4. Разработка новых технологий многоциклового комплексного локального
деформирования и методики ее проектирования
4.1. Разработка новых технологий многоциклового комплексного локального
деформирования
4.2 Методика проектирования новых технологических процессов
комплексного локального деформирования
Выводы по разделу
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение А Приложение Б

Введение
Возрастающие требования к характеристикам прочности и износостойкости деталей машин и приборов приводят к необходимости создания изделий с уникальными свойствами, что обеспечивается созданием, в частности, градиентной нано - и субмикроструктуры материала. Формировать подобные структуры возможно различными способами, например, интенсивной пластической деформацией (ИПД), а также хорошо известными методами поверхностного пластического деформирования (ППД). Упрочнение проводят для деталей различного назначения, работающих в условиях интенсивного трения, агрессивной среды, высокой температуры, испытывающих знакопеременную и импульсную нагрузку, при этом упрочнение связано с изменением фазового или химического состава части или всей детали с фрагментацией структурных составляющих. Эффект упрочнения может носить поверхностный, а также изотропный или градиентный объёмный характер.
Одним из методов повышения эксплуатационных характеристик изделий является обработка давлением, при этом упрочнение связано с фрагментацией и значительной степенью разориентировки зерен. Выбор того или иного метода упрочняющей обработки или ИПД должен носить комплексный характер: быть экономически выгодным, отвечать условиям работы изделия, иметь возможность многоцелевого применения. Для решения практических задач перспективным является направление, соединяющее в себе ППД и ИПД и сочетающее в себе преимущества указанных методов. Примером такой технологии является многоцикловая комплексная локальная деформация.
Одним из направлений создания материалов с градиентными механическими свойствами является валковая штамповка (ВШ), являющаяся комбинированным методом, сочетающим в себе монотонное нагружение и локальное деформирование. С некоторыми модификациями способ ВШ может быть применен как многоцикловой процесс формирования требуемых механических свойств.

этих работах всесторонне исследованы теоретические и практические способы упрочняющей обработки методами ОМД, имеются рекомендации по выбору оптимальных режимов и параметров обработки, предлагаются новые способы и схемы. В заключение, нужно отметить, что для достижения заданной степени и градиента упрочнения деталей, работающих в различных условиях нагружения, необходимо применять новые способы обработки давлением, которые позволят создавать упрочненные изделия с требуемой микроструктурой всего сечения, а в перспективе - детали с нано - и субмикроструктурой.
Выводы по разделу.
Приведена классификация способов упрочнения, подробно рассмотрены методы ППД и ИПД. Показана сравнительная оценка методов ППД. Проанализировано использование новых методов ОМД в качестве упрочняющих
На основании анализа технологий упрочнения, методов ИПД, технологий, сочетающих в себе традиционное монотонное (локальное или глобальное) нагружение заготовки в комплексе с периодическим локальным воздействием на очаг деформации, установлено, что наиболее перспективным направлением по формированию градиентных механических свойств осесимметричных изделий, является модификация метода валковой штамповки, заключающаяся в монотонном нагружении и комплексном локальном деформировании заготовки.
В соответствии с выводами, для достижения поставленной цели сформулированы следующие основные задачи исследования:
1. Разработка экспериментальной оснастки для получения осесимметричных изделий с градиентом механических свойств по сечению методом многоцикловой комплексной локальной деформации.
2. Разработка методики и проведение комплекса экспериментальных исследований на разработанной оснастке с вариацией силовых и цикловых параметров для установления зависимостей между ними и параметром Удквиста (<7), микротвердостью (Н(1), градиентом упрочнения (АНф), глубиной упрочненного слоя ).