Анализ повреждаемости и ресурса пластичности изделий в процессах скоростного деформирования

• Автор: Логинов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 196 с. : ил

1. ОБЗОР РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ РЕСУРСА ПЛАСТИЧНОСТИ И ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССАХ СКОРОСТНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
1.1. Применение скоростных процессов деформирования как направление повышения технологической пластичности трудноде-формируемых материалов
1.2. Методы оценки технологической пластичности
1.3. Оценка ресурса пластичности деформируемых материалов на
базе теории повреждаемости
1.4. Выводы
2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ'''ПОВРЕЖДАЕМОСТИ И РЕСУРСА ПЛАСТИЧНОСТИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ МЕТАЛЛОВ
2.1. Физические основы методики
2.2. Определяющие соотношения
2.3. Методика определения величин, входящих в определяющие соотношения ресурса пластичности и повреждаемости
2.4. Выводы
3. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА ПЛАСТИЧНОСТИ МАТЕРИАЛА ИЗДЕЛИЙ В ПРОЦЕССАХ СКОРОСТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ
3.1. Общие замечания
3.2. Неизотермические кривые упрочнения
3.3. Диаграммы пластичности обрабатываемых материалов

3.4. Анализ напряженно-деформированного состояния при скоростном выдавливании
3.4.1. Характеристическая форма основных уравнений
3.4.2. Определение согласованных полей напряжений, скоростей и ускорений
3.5. Оценка и прогнозирование ресурса пластичности материала
при скоростном прямом выдавливании
3.6. Анализ высокоскоростной объемной штамповки
3.7. Выводы
4. АНАЛИЗ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СТАЛЕЙ В ПРОЦЕССАХ «СКОРОСТНОГО» СВЕРХПЛА-СТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВ АНИЯ
4.1. Основные реологические соотношения
4.2. Физико-механические свойства вольфрамомолибденовых сталей
4.3. Исследование повреждаемости порами и пластической раз-рыхленности высокопрочных сталей при сверхпластическом деформировании
4.4. Сверхпластическое деформирование высокопрочных сталей
при жесткой схеме напряженного состояния
4.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Одним из направлений совершенствования технологических процессов обработки металлов давлением является повышение скоростей деформирования. Накопленный технологический опыт показал, что высокоскоростные методы пластического деформирования обладают в определенных условиях рядом существенных преимуществ перед обычными, так называемыми ква-зистатическими методами обработки. К ним относится повышение пластических свойств и деформируемости обрабатываемых металлов в скоростных процессах с мягкой схемой напряженного состояния (осаживания, объемной штамповки, выдавливания). Это обстоятельство позволяет более успешно обрабатывать труднодеформируемые и высокопрочные материалы (высокоуглеродистые и легированные стали), получать готовые изделия сложной формы, отказываясь в ряде случаев от механической обработки.
Эффективным способом сильного повышения технологической пластичности труднодеформируемых и высокопрочных металлических материалов является использование при их обработке давлением (ОД) эффекта сверхпластичности (СП). Процессы сверхпластического деформирования (СПД) вполне обоснованно рассматриваются в монографии отечественных ученых-механиков В.П.Майбороды, A.C.Кравчука, Н.Н.Холина [1] как «скоростные», так как одним из важнейших критериальных параметров эффекта СП является скорость деформации. Специалисты в области физики металлов и металловедения применяют термин "высокоскоростная сверхпластичность в промышленных сплавах" [2]. При определенных температурно-скоростных условиях наблюдается сильная зависимость механических свойств металлических материалов от скорости деформации.
Работы В.Ф.Радзивончика [3], Ю.П.Согришина, Л.Г.Воробьева, ВЛ.Мороза, Л.Г.Гришина [4, 5] по исследованию процессов высокоскоростной объемной штамповки и А.П.Гуляева [6], Л.М.Сармановой [7], А.С.Базыка [8], А.Е.Гвоздева [9] и других специалистов по исследованию

этот эффект еще более значителен и приводит к структурным изменениям деформируемых металлических систем, вплоть до оплавления более легкоплавких составляющих. Температурный эффект приводит к существенному снижению прочностных механических характеристик материала по сравнению с изотермическими условиями деформирования (при небольших скоростях). В связи с этим возникает задача построения неизотермических кривых упрочнения при скоростном деформировании.
Эта задача может быть решена следующим образом. В работе Р.А.Васина, В.С.Ленского и Э.В.Ленского [105] показано, что зависимость между интенсивностью линейных напряжений ст„ интенсивностью накопленных деформаций еь температурой Т и временем I при высокоскоростном деформировании металлов описывается следующим функционалом с нелинейной структурой
где т - период процесса деформации.
Экспериментальные исследования показали [106, 107, 104], что существует широкий класс скоростных интенсивных процессов пластического деформирования металлов, для которых зависимость (3.1) приводится к следующему виду
где £- - интенсивность скоростей деформации, Г0 - начальная термодинамическая температура деформирования, /1к - физико-структурные параметры, соответствующие структурным изменениям материала в процессе деформации [1].
Зависимость (3.1а) изображается для каждого материала с заданной структурой и химическим составом (т.е. при фиксированных параметрах /лк) гиперповерхностью/= 0 в четырехмерном пространстве <7,-,Т
(3.1)
(3.1а)