Оптимизация технологических режимов деформирования крупногабаритных кольцевых заготовок из труднодеформируемых жаропрочных сталей и сплавов

• Автор: Минц, Александр Ильич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 257 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Типовые технологические схемы, применяемые в промышленности для изготовления крупногабаритных кольцевых заготовок
1.2. Особенности деформирования и напряженно-деформированного состояния при раскатке на оправке кольцевых
заготовок
1.3. Совершенствование оборудования и инструмента, применяемого для кузнечной раскатки
1.3.1. Основной инструмент, применяемый при раскатке
1.3.2. Технические решения, направленные на интенси-
фикацию процесса
1.3.3. Технологическое оборудование для раскатки коль-
цевых заготовок
1.4. Температурный режим деформирования кольцевых
заготовок
1.4.1. Деформационный разогрев металла
1.4.2. Определение температурного ноля заготовки
1.5. Анализ литературных данных по выбору критериев оптимизации процесса раскатки кольцевых заготовок
1.6. Выводы и постановка задач исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ УСЛОВИЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ РАСКАТКЕ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК
2.1. Приведение схемы раскатки кольцевой заготовки на оправке
к эквивалентной схеме прокатки между гладкими валками
2.2. Аналитический расчет среднего давления при раскатке
2.2.1. Определение коэффициента напряженного состояния, учитывающего влияние контактного трения
2.2.2. Определение коэффициента напряженного состояния, учитывающего влияние изгибающего момента в замкнутой заготовке
2.2.3. Определение коэффициента напряженного состояния, учитывающего влияние вне контактных зон заготовки
2.3. Экспериментальное исследование деформирующих усилий
при раскатке кольцевых заготовок и сравнение с расчетными данными
2.4. Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ УШИРЕНИЯ ПРИ РАСКАТКЕ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК
3.1. Уширение при раскатке кольцевых заготовок
3.2. Планирование эксперимента и получение экспериментально-
статистической модели расчета абсолютного уширения
3.2.1. Планирование и проведение эксперимента
3.2.2. Расчет параметров модели по экспериментальным
данным
3.2.3. Статистический анализ коэффициентов и модели в целом

3.3. Промышленная проверка определения уширения при раскатке
3.4. Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ И АБСОЛЮТНЫХ ОБЖАТИЙ ПРИ РАСКАТКЕ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК
4.1. Определение оптимальной подачи при раскатке кольцевых заготовок
4.2. Методика расчета абсолютных обжатий по переходам при кузнечной раскатке
4.3. Экспериментальная проверка определения оптимальной по-
дачи и абсолютных обжатий при раскатке кольцевых заготовок
4.4. Выводы по главе
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК
5.1. Выбор критериев оптимизации раскатки кольцевых заготовок
5.2. Температурный режим ковки кольцевых заготовок высоколегированных сталей и сплавов
5.2.1. Факторы, влияющие на тепловое состояние заготовки
при раскатке кольцевых заготовок на прессе
5.2.2. Деформационный разогрев металла
5.2.3. Технологические характеристики сталей и сплавов
5.3. Оптимизация режима обжатий из условия получения поковки с необходимыми геометрическими формами и припусками, не превышающие размер допусков по ГОСТ 26131
5.4. Оптимизация реяшма обжатий по условию захвата заготовки ведущим инструментом

деформирующим инструментом и кузнечной оправкой за счет их контакта, так и с теплоотдачей излучением и конвекцией со сторон свободных поверхностей, а также разогревом заготовки вследствие теплоты деформации.
Особенно важное значение приобретает вопрос расчета температурного поля в связи с освоением и развитием в последнее время изделий из новых марок сталей и сплавов, в частности труднодеформируемых жаропрочных и тутоплавких, которые резко реагируют на изменение температурного поля по сечению заготовки повышением или понижением механических и пластических свойств. При этом в сильной степени изменяются не только энергосиловые параметры, но и сам процесс течения металла, его деформационные и скоростные характеристики.
Практические трудности теоретического и экспериментального исследований возрастают также в связи с недостаточной изученностью теплофизических постоянных для различных металлов и сталей при высоких температурах, соответствующих узкому температурному интервалу обработки металлов давлением.
В расчетах технологических режимов деформирования температуру обрабатываемой заготовки обычно принимают одинаковой по всему объему очага деформации, хотя известно, что центральные слои заготовки испытывают некоторый разогрев от теплового эффекта деформации, а поверхностные слои подвергаются значительному охлаждению в результате теплообмена с относительно холодным инструментом [106].
Резкое охлаждение поверхностных слоев при контакте с более холодным деформирующим инструментом вызывает в раскатываемом изделии значительные термические напряжения, обуславливающие очень часто появление дополнительных дефектов обработки в виде "холодных" и "горячих" трещин.