Сверхпластическая формовка листов алюминиевых сплавов с ультрамелким зерном для получения оболочек с рельефом

• Автор: Нгуен Чыонг Ан
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Аналитический обзор литературы.

1.1. Обработка металлов давлением в сверхпластическом состоянии.

1.2. Сверхпластичность алюминиевых сплавов

1.3. Рекристаллизация и метод получения УМЗ структуры алюминиевых сплавов.

1.4. Технология сверхпластической формовки оболочек.

1.5. Заключение по главе 1

1.6. Цель и задачи исследований.

Глава 2. Методика проведения исследований и исследуемые материалы

2.1. Исследуемые материалы и образцы

2.2. Методика и оборудование для исследования микроструктуры
2.3. Методика и оборудование для исследования СПФ.
2.4. Методика определения температурной зависимости характеристических напряжений реологической модели СПД
2.5. Общая постановка задачи математического моделирования СПФ
2.6. Программное обеспечение для компьютерного моделирования
Глава 3. Исследование структуры и реологических свойств сверхпластичных сплавов АМгб, и Д
3.1. Исследование микроструктуры алюминиевых сплавов до СПФ.
3.2. Реологические модели для описания свойств алюминиевых сплавов при СПД
3.2.1. Расчет поправочных температурных коэффициентов
3.2.2. Исследование реологических свойств в зависимость от температуры и размера зерна.
3.3. Заключение по главе 3
Глава 4. Компьютерное моделирование процессов СПФ
4.1. Задачи и разработка методики моделирования СПФ
4.2. Моделирование стадии свободной формовки СПФ.
4.3. Моделирование процесса СПФ в матрице.
4.3.1. Моделирование процесса СПФ оболочек в виде конуса
4.3.2. Моделирование процесса СПФ сложнопрофильных оболочек
4.4. Моделирование процесса СПФ в матрице с элементами микрорельефа.
4.5. Заключение по главе 4
Глава 5. Исследование формуемостн листовых заготовок при СПФ и практическое использование полученных результатов
5.1. Задачи экспериментальных исследований СПФ
5.2. Разработка штампового блока для экспериментов по СПФ.
5.3. Проведение экспериментов по сверхпластичсской формовки оболочек1
5.3.1. Результаты опытных формовок образцовмакроформ.
5.3.1 Л. Свободная формовка куполов
5.3.1.2. Негативная формовка конуса.
5.3.1.3. СПФ сложнопрофильных оболочек
5.3.2. Результаты формовки оболочек с элементами микро и
макрорельефа.
5.4. Разработка рекомендаций для практического использования результатов работы при проектировании технологии и инструмента СПФ полых оболочек с рельефом.
5.5. Заключение по главе 5
Основные результаты работы и выводы.
Список литературы


Ее отличительными особенностями являются зависимость эффекта от исходного размера зерна (чем меньше зерно, тем больше склонность материала к скоростному упрочнению, соответственно больше его деформационная способность и меньше напряжение течения) и почти неизменное структурное состояние материала в процессе деформации. В ультрамелкозернистое состояние сплавы переводят обычно предварительной термической или термомеханической обработкой. Есть два пути получения в сплавах ультрамелкозернистой структуры, необходимой для перевода в сверхпластичное состояние: разработка и использование сплавов, в которых необходимая структура легко достигается путем регулирования их химического и фазового состава, и изыскание предварительной обработки, обеспечивающей получение ультрамелкого зерна в сплавах практически любого состава. Между этими подходами нет противоречия, скорее, они дополняют друг друга. Однако второй путь более реален, поскольку подбор материалов для конкретных изделий производится, как правило, с учетом требований к эксплуатационным характеристикам материала, а не их технологичности, хотя последний фактор также учитывается. Отсюда ясно, что надо разрабатывать легко реализуемые в промышленности способы получения полуфабрикатов из обычных сплавов, способных к сверхпластическому течению. Наилучшее условие для предотвращения роста зерен имеют двухфазные сплавы. Поэтому эффекта сверхпластичности чаще всего достигают у сплавов эвтектоидного или эвтектического состава. Однако, его можно наблюдать и у однофазных сплавов, а также у чистых металлов, например у никеля, если нагревать его до температуры деформации со скоростями, исключающими значительный рост зерен. При этом рост}' зерен может препятствовать либо избыточная дисперсная фаза, выделяющаяся из твердого раствора по границам зерен, либо примеси, присутствующие в технически чистых металлах. Систематические исследования большой группы промышленных сплавов позволили установить, что, используя особенности предварительной горячей и холодной деформации, фазовые и структурные превращения при нагреве и охлаждении сплавов, можно предложить легко реализуемые способы получения У М3 структуры во многих промышленных сплавах. Другая структурная разновидность сверхпластичности наблюдается при деформации полиморфных металлов и сплавов в процессе фазового превращения. Эта разновидность сверхпластичности обнаружена у железа и сталей, титана и его сплавов, циркония, цинка, урана [8]. В отличие от структурной сверхпластичности для сверхпластичности фазового превращения характерно постоянное изменение фазового состава и структуры материалов в процессе деформации. Температурный интервал существования структурной сверхпластичности довольно широк. Различный для разных металлов и сплавов, он может находиться в пределах от температуры начала рекристаллизации, равной 0,4-Тпл, до температур, близких к температуре плавления. Ыижняя граница температурного интервала обусловлена ролью диффузионных процессов в механизме деформации сверхпластичных материалов, верхняя граница соответствует температуре начала собирательной рекристаллизации, в результате которой начинается интенсивный рост зерен. Для обеспечения состояния структурной сверхпластичности скорость деформации должна быть, с одной стороны, достаточно малой, чтобы успевали в полном объеме протекать диффузионные процессы, участвующие в деформации, с другой стороны, - достаточно высокой, чтобы в условиях повышенных температур не допустить чрезмерного роста зерен. Для подавляющею большинства исследованных металлов и сплавов оптимальный интервал скоростей деформации, соответствующий структурной свсрхпластичности, составляет ‘2. Б СП состоянии напряжение течения сильно зависит от скорости деформации. Эта зависимость объединяет СИМ по реологическим признакам с вязкими жидкостями. Именно вязким поведением СПМ объясняется их способность течь под действием напряжений, значительно меньших предела текучести, и сопротивляться развитию локализации деформации. Таблица 1. П“(І 1|>ст/сі І? Пластическое: -холодная деформация -горячая деформация 0,3. Свсрхпластическос ~0 0,3.