Технологические основы повышения стойкости полых пуансонов для горячего деформирования осесимметричных поковок

• Автор: Фатеев, Вячеслав Игоревич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 295 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение

1. Цель и задачи исследований

1.1. Современное состояние, обзор литературы и

постановка проблемы

1.2. Методы получения, основные характеристики и

марки высокостойких штамловых сталей.

1.3. Основные факторы, влияющие на стойкость штампов

горячего деформирования металлов.

1.4. Основные виды разрушения штампов для горячей

штамповки.
1.5. Актуальность решаемой проблемы, цель и задачи
исследования.
2. Эксплуатационные требования, предъявляемые к
штамповым сталям и возможное их разрушение.
2.1. Механические характеристики и свойства штамповых
сталей.
2.2. Распространение трещин при усталостном
нагружении.
2.3. Разгарное разрушение и ограниченная долговечность
штамповых сталей.
3. Температурные условия эксплуатации штампов
для горячей обработки металлов давлением.
3.1. Влияние тепловыделения и слоя окалины на
температуру поверхности контакта при горячей штамповке.
3.2. Расчет температурных полей в штамповом
инструменте, движущемся относительно заготовки
при горячей штамповке.
3.3. Аналитический метод расчета температурных полей в
пуансоне, движущемся относительно разогретой заготовки

3.4. Экспериментальное определение распределения температурных полей в водоохлаждаемом осесимметричном пуансоне
3.5. Анализ напряженного состояния цилиндрического пуансона с теплопроводным включением.
4. Расчет силовых параметров эксплуатации штампов горячего деформирования металлов.
4.1. Определение термоупругих напряжений в полом цилиндрическом пуансоне.
4.2. Определение уровня удельных нагрузок, возникающих в материале штампов при горячей штамповке.
4.3. Расчет напряжений возникающих в цилиндрическом пуансоне под действием силовых нагрузок.
4.4. Распределение остаточных напряжений в пуансоне при горячей штамповке.
5. Экспериментальные исследования.
5.1. Определение термоупругих напряжений,
возникающих в результате термического циклического воздействия в защемленном образце с надрезом.
5.2. Установка для термоциклирования штамповых сталей.
5.3. Оценка термоусталостной прочности штамповых сталей при наличии концентрации напряжений и экспериментальное определение остаточных напряжений.
5.4. Установка для испытаний штамповых сталей на ограниченную долговечность.
5.5. Расчётная оценка живучести образцов из штамповых
сталей при ударно-усталостном и усталостном изгибах и оценка сопротивления ударноусталостному разрушению поверхностно-
упрочненных штамповых сталей.
6. Повышение стойкости штампового инструмента.
6.1. Пути повышения стойкости штамповых сталей

6.1.1. Влияние электрошлакового переплава на 213 механические свойства и ограниченную долговечность
ряда штамповых сталей
6.1.2. Влияние ЭШП на разгаростойкость штамповой стали
6.1.3. Влияние ЭШП на ограниченную долговечность
термоциклированных сталей.
6.2. Физические и электродинамические методы
воздействия в процессе изготовления пуансонов ЭШП.
6.2.1. Влияние ультразвука в процессе ЭШП на служебные
характеристики пуансонов.
6.2.2. Влияние пульсирующего магнитного воздействия в
процессе ЭШП на разгаростойкость и ограниченную долговечность пуансонов.
6.3. Влияние высокотемпературной термомеханической
обработки на служебные характеристики пуансонов.
6.4. Методика повышения стойкости штампов за счет
увеличения долговечности штамповых сталей для
горячей обработки металлов давлением путем выбора рациональных научно-обоснованных комплексных методов упрочнения.
6.5. Промышленное опробование результатов исследований
Заключение и основные выводы
Список используемой литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение 4. 28?
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Анализ основных видов износа и причин выбраковки рабочего инструмента при горячем деформировании свидетельствуют о том, что:
1. На стойкость штампов оказывает влияние большое число факторов, которые можно разделить на четыре основные группы: металлургическую, конструкционную, технологическую и эксплуатационную.
2. Основными видами разрушения штампового инструмента при горячем деформировании являются:
- нарушение сплошности (трещины, сколы, вырывы);
- пластическое течение материала инструмента;
- абразивный износ.
3. Основными факторами, приводящими к съему инструмента с эксплуатации, являются:
- развитии разгарных трещин;
- изменение размеров гравюры.
Решение проблемы повышения стойкости и работоспособности инструмента для горячего деформирования можно вести по следующим направлениям.
1 .Оптимизация температурного режима работы инструмента [12,42,1 Ю,1П, 117,118,120,127,159].
2. Оптимизация напряженного состояния материала [11,42,110].
3. Улучшение механических, физико-химических и специальных свойств инструментального материала [ 5,14,37,40,47,78,90,109 114,121,125,135,149,155,161]
1.2. Методы получения, основные характеристики и марки высокостойких
штамповых сталей.
Штамповым сталям открытой дуговой плавки (ОДП), которые используются для изготовления штампового инструмента [48] присущи дефекты макроструктуры сегрегационного и усадочного происхождения, волокнистость строения, неоднородность микроструктуры, значительная анизотропия свойств. Значительно качественнее металл получается при вакуумно-