Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование реологических свойств и определение режимов обработки сложнолегированных сплавов на основе меди в условиях горячей деформации

Диссертация: Исследование реологических свойств и определение режимов обработки сложнолегированных сплавов на основе меди в условиях горячей деформации
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработан алгоритм и математическая модель с применением уравнений теории наследственности, на основании которых создан комплекс программ, позволяющий моделировать процессы сложного нагружения. Определены параметры ползучести для исследованных сплавов, проведено экспериментальное и аналитическое исследование таких процессов, как прессование сплавов МОр и МНЖ5−1, реверсивная горячая прокатка… Читать ещё >

Исследование реологических свойств и определение режимов обработки сложнолегированных сплавов на основе меди в условиях горячей деформации (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. ОСНОВЫ МЕТОДОЛОГИИ ПЛАСТОМЕТРИЧЕС- 6 КИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 1. 1. Краткое описание конструкций кулачковых и 6 торсионных пластометров
    • 1. 2. Выбор метода испытаний и методика 14 гшасто метр ических исследований
    • 1. 3. Учет динамики нагружения, теплового 24 эффекта и локализации деформации- выбор вида и размеров образцов
  • ГЛАВА 2. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ СЛОЖНО- 34 ЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ В ОБЛАСТИ ТЕМПЕРАТУР ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ
    • 2. 1. Анализ процессов деформационного упро- 34 чнения и динамического разупрочнения металлов
    • 2. 2. Математическая обработка эксперимен- 39 тальных данных и классификация кривых течения сплавов меди в условиях горячей деформации
    • 2. 3. Результаты исследования сопротивления де- 54 формации сплавов на основе меди
  • ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ПЛАТИЧ- 67 НОСТИ И ХАРАКТЕРА РАЗРУШЕНИЯ СПЛАВОВ МЕДИ В УСЛОВИЯХ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ ЗЛ. Анализ феноменологических моделей разру- 67 шения
    • 3. 2. Методика исследования предельной пластич- 72 ности при пластометрических испытаниях
    • 3. 3. Результаты исследования предельной пла- 75 стичности сплавов на основе меди
    • 3. 4. Исследование характера разрушения сплава
  • ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ СЛОЖНОГО ЗАКОНА НАГРУЖЕНИЯ 111 НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ
    • 4. 1. Аналитическое описание кривых течения с 112 помощью уравнений теории ползучести
    • 4. 2. Применения уравнений теории ползучести 115 для моделирования различных законов нагружения
    • 4. 3. Моделирование на пластометре различных 123 процессов ОМД
  • ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДА 141 ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ
    • 5. 1. Описание метода винтовой прокатки, 141 преимущества и недостатки РСГ
    • 5. 2. Описание линии станов винтовой прокатки, 147 установленной в ОАО «Кольчугцветмет»
    • 5. 3. Результаты промышленного опробования и 154 внедрения станов винтовой прокатки в ОАО «Кольчугцветмет»
  • МНМц

Внедрение в металлургическое производство новых марок сплавов, разработка перспективных и совершенствование существующих технологических схем производства металлопроката делает актуальной задачу по определению надежных реологических характеристик деформируемых материалов: сопротивлении деформации сг5 и предельной пластичности ЛР. в За последние годы проблеме определения надежных данных по реологии сплавов в условиях горячей деформации уделяется все возрастающее внимание. Это вызвано тем, что в таких условиях есть все необходимые предпосылки для управления конечными свойствами и структурообразованием деформируемых материалов. Другой причиной повышенного интереса металлообработчиков к характеру поведения металлов при горячей деформации служит все увеличивающийся объем в номенклатуре обрабатываемых материалов сложнолегированных, зачастую труднодеформируемых сплавов на основе некоторых цветных металлов (например, меди и никеля), используемых в различных отраслях народного хозяйства. Создание современных методик и испытательных установок для определения механических свойств сплавов также способствует развитию этого направления в науке.

К таким установкам с полным основанием можно отнести кулачковые и торсионные пластометры, позволяющие в широких интервалах изменения термомеханических параметров проводить исследования и анализ прочностных и пластических свойств различных материалов.

В настоящее время пластометрические испытания рассматриваются уже не как вспомогательные исследования, а как самостоятельное научно-экспериментальное направление по изучению реологических свойств деформируемых материалов. Разработанные за последние годы новые технологии пластической деформации, экспериментальный материал по реологии сложнолегированных сплавов требуют обобщения и анализа, выработки принципов практического применения полученных данных как в существующих технологических схемах, так и во вновь создаваемых. Переориентация производства на малотоннажные партии с широкой номенклатурой типоразмеров предъявляет повышенные требования к гибкости технологического оборудования, заставляя внедрять новые технологии с возможностью получения конкурентоспособной продукции.

В этом и заключается цель настоящей работы: проведение исследования реологических характеристик ряда сложнолегированных сплавов на основе меди для создания рациональных технологий производства круглого и плоского прокатавнедрение перспективной схемы радиально-сдвиговой прокатки при производстве прутков из труднодеформируемых материаловобобщение результатов, полученных в рамках настоящего исследования с использованием современных теорий и гипотез в области обработки металлов давлением.

Пластометрические исследования позволили расширить возможности изучения предельной пластичности металлов и сплавов с использованием феноменологических моделей и вероятностного характера процесса разрушения. Применение торсионных пластометров в рамках настоящей работы позволило провести моделирование различных законов развития деформации (скорости деформации) во времени. Использованная в работе модель, основанная на уравнениях феноменологической теории наследственности, показала эффективность ее применения при анализе различных процессов деформации, что открывает широкие возможности по моделированию сложных законов нагружения с применением ЭВМ. Экспериментальная проверка модели была проведена при различных законах развития деформации во времени.

В работе описаны и применены методы «экспресс-испытаний» по определению рациональных температурно-скоростных условий деформирования исследуемых сплавов. Данные методы особенно эффективны при испытаниях труднодеформируемых сплавов, имеющих узкие интервалы удовлетворительной пластичности, а также при исследовании новых материалов.

В ходе выполнения работы были исследованы особенности процесса радиально-сдвиговой прокатки при производстве прутков из сложнолегированных сплавов на основе меди. Результатом данного исследования явилось разработка, монтаж и пуск в эксплуатацию на производственных площадях ОАО «Кольчугцветмет» комплекса станов сортовой прокатки прутков совместными усилиями сотрудников кафедр ПДСС, ОМД, ОАО «Кольчугцветмет» и ООО «Н-Тех».

Работа была выполнена на кафедре Пластической деформации специальных сплавов Московского Государственного института стали и сплавов (Технологического университета) под руководством профессора, доктора технических наук Галкина Александра Михайловича.

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю за ценную помощь и руководство, а также заведующему кафедрой ПДСС профессору, доктору технических наук Зиновьеву A.B., всему коллективу кафедры ПДСС и кафедры ОМД. Особую благодарность автор выражает коллективу ОАО «Кольчугцветмет» и лично генеральному директору Мочалову H.A. за постоянную помощь в проведении совместных исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

На основании обобщений, теоретических и экспериментальных исследований были определены реологические свойства, рассмотрен ряд факторов, влияющих на деформируемость сложнолегированных сплавов на основе меди, позволяющих оптимизировать режимы горячей обработки и имеющих важное практическое значение.

1. На основании анализа современных методов исследования реологических свойств металлов обоснована, усовершенствована и внедрена методика испытаний сплавов меди на торсионном пластометре. Разработана компьютерная программа, позволяющая осуществлять контроль и управлять ходом эксперимента и обрабатывать экспериментальные данные с определением аппроксимирующих зависимостей.

2. Определены реологические свойства ряда сложнолегированных сплавов меди. Проведена оценка влияния температуры, скорости деформации, метода нагрева на сопротивление деформации и предельную пластичность исследованных сплавов. Выполнено экспериментальное исследование локализации деформации и теплового эффекта, возникающих при кручении образцов. Выработаны и внедрены практические рекомендации по усовершенствованию технологий обработки данных сплавов.

3. Оценено влияние динамического разупрочнения на формирование последеформационной структуры на примере латуни ЛМцСКА. Исследованы характер и причины разрушения, влияние неметаллических включений на красноломкость сплава МНМц50−10−5 в области температур горячей деформации. Предложены рекомендации по совершенствованию режимов обработки данного сплава, которые позволили снизить брак и увеличить выход годного при производстве полос методом реверсивной прокатки в условиях ОАО «Кольчугцветмет».

4. Разработан алгоритм и математическая модель с применением уравнений теории наследственности, на основании которых создан комплекс программ, позволяющий моделировать процессы сложного нагружения. Определены параметры ползучести для исследованных сплавов, проведено экспериментальное и аналитическое исследование таких процессов, как прессование сплавов МОр и МНЖ5−1, реверсивная горячая прокатка сплавов МНМц50−10−5 и МН-10, винтовая прокатка сплава ЛС58−2.

5. Спроектирована база данных по реологическим свойствам сплавов на основе меди, применительно к процессам горячей и теплой деформации. В состав базы данных вошли реологические и физико-химические свойства сплавов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. П.И., Гун Г.Я., Галкин А. М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983, 352с.
  2. В.Н., Бровман М. Я. Сопротивление деформации в процессах прокатки. М.: Металлургия, 1996, 254с.
  3. Galkin А. Badania plastometryczne metali i stopow. Politechnika Czestochowska, 1990, 142s.
  4. Трыонг Ван Kay. Исследование пластичности и сопротивления деформации легких сплавов с применением математических методов планирования эксперимента. Дис. на соискание ст. к.т.н. М., 1979.
  5. А.М., Мочалов H.A., Парфенов Д. Ю., Пичугин A.B. // «Заводская лаборатория. Диагностика материалов». 2000, № 1, с.55−57.
  6. П.Г., Дуденков В. М. Сопротивление деформации и пластичность алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1979, 183с.
  7. Д.И., Лель Р. В., Гилевич Ф. С. Упрочнение и разупрочнение металлов и сплавов при горячей пластической деформации. Горький, ГПИ, 1975, 75с.
  8. A.B., Зюзин В. И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1974, 224с.
  9. J. Coupry. // Physique du Solide E.N.S.M.I.M, 1976, pp. 124−132.
  10. H.A., Кудрин A.B., Полухин П. И. Методы исследования процессов ОМД. М.: Металлургия, 1977, 236с.
  11. В.И., Третьяков A.B. //в сб. «Пластическая деформация сталей и сплавов». М.: МИСиС, 1996.
  12. А.М. //Цветные металлы, 1995, № 7, с.56−58.
  13. Drastik F., Elfmark I. Plastometry a tveritelnost kovu. Praha, SNTW, 1977, 292s.
  14. I., Kliber J., Boruta J. // «Hutnicke Listy». 1985, #7.
  15. A., Tokarz A. // «Praca IMZ». 1977, #5/
  16. A. // «Archiwum Hutnictwa», 1982, v.27, #3, pp. 225−241.
  17. A.A. Механика сплошной среды. M.: МГУ, 1990, 330с.
  18. P.A., Ильюшин A.A., Моссаковский П. А. // «Механика твердого тела». М.: МГУ, 1994, № 2, сс.177−184.
  19. A.B. // «Вестник московского университета». 1996, № 5, с.74−80.
  20. S., Frey N., Walker N. // «Acta Metall.», 1986, v.34, #1, pp. 167 176/
  21. G., Altan T. //ASME, #2, 1975, pp.19−27/
  22. Rauch E., Canova G., Jonas J.J. et al. // «Acta Metall.». 1985, v.33, #3, pp.465−476.
  23. Spittel Т., Spittel M., Suchanek I. II «Neue Hutte». 1986, v.31, #6, pp.233 238.
  24. А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением. M.: Металлургия, 1982, 360 с.
  25. К.Н. // «Freiberger Forschungahefte». 1969, v. l43, p.253.
  26. R., Pfogner E. // «Fertigungsteehn u Betr.», 1980, v.30, #10, c. 599 601.
  27. Neumann R" Spittel M. // «Neue Hutte». 1984, v.29, #7, pp.263−268.
  28. Petrzela L, Elfmark I. // «Hutnicke Listy». 1985, #1, pp. 14−19.
  29. В.И., Моисеев В. Ф., Печковская Э. П. Деформационное упрочнение и разупрочнение поликристаллических металлов. Киев: Наукова Думка, 1987, 248с.
  30. Бернштейн M. JL, Займовский В. Л., Капуткина Л. М. Термомеханическая обработка стали. М.: Металлургия, 1983, 480с.
  31. Sample V.M., Fitzsimons G.L., De Ardo A.J. // «Acta Metall.». 1987, v. 35, #2, pp. 367−379.
  32. Hensger K.-E., Klimanek P., Bohme D. // «Neue Hutte». 1983, v. 28, #1, pp. 15−20.
  33. C., Hollomon J.H. // «Appl. Physics». 1944, v. 15, p.22.
  34. И.Г., Никитин Г. С. // «Металлы». 1984, № 1, с. 138−144.
  35. М.Я., Галкин A.M. // в сб. «Теория и технология деформации металлов», М.: Металлургия, 1982, № 145, с. 83−86.
  36. Ч. Основные принципы планирования экстремальных экспериментов. М.: Мир, 1967, 232 с.
  37. Д. Введение в теорию планирования эксперимента. М.: Наука, 1971,364 с.
  38. Гун Г. Я., Трыонг Ван Kay. // в сб. «Обработка давлением металлов и сплавов». М.: ВИЛС, 1971, с. 93−103.
  39. H.A., Парфенов Д. Ю., Галкин A.M. // «Металлургическая и горнорудная промышленность». 2000, № 8−9, с. 369.
  40. H.A., Парфенов Д. Ю., Галкин A.M. // «Цветные металлы». 2000, № 3,с.115−119.
  41. Д.Ю., Мочалов H.A., Галкин A.M., Сорочкин В. В. // «Известия ВУЗов. Цветная металлургия». 1999, № 3, с.31−36.
  42. Д.Ю., Токаж А., Мочалов H.A., Галкин A.M. // в сб. трудов Бернштейновских чтений по термомеханической обработке. М.: МИСиС, 1999, с. 29.
  43. Д.Ю., Мочалов H.A., Галкин A.M. // «Известия ВУЗов. Цветная металлургия». 1999, № 4, с.33−39.
  44. H.A., Пичугин A.B., Галкин A.M., Парфенов Д. Ю. // «Цветные металлы». 1999, № 2, с.73−76.46Красневский С.М., Макушок Е. М., Щукин В .Я. Разрушение металлов при пластическом деформировании. Минск: «Наука и техника», 1983, 173 с.
  45. Пластичность и разрушение, /под ред. В. Л. Колмогорова./ М.: Металлургия, 1977, 336 с.
  46. A.A., Мижирицкий О. И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984, 144с.
  47. В.Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970, 229 с.
  48. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. / под ред. Лецкого Э.К.- перевод с нем., М.: Мир, 1989, 522 с.
  49. И.П., Минакова В. И. // «Металловедение и термическая обработка металлов». 1975, № 5, с. 74.
  50. С.И. Трансформация неметаллических включений в стали. М.: Металлургия, 1991.
  51. H.A., Губенко С. И., Галкин A.M., Пичугин A.B. // «Известия ВУЗов. Цветная металлургия». 1998, № 2, с.23−30.
  52. В.Е., Дударев В. Ф., Бушнев Л. С. Стуктура и механические свойства твердых растворов замещения. М.: Металлургия, 1971.
  53. A.A., Тарновский В. И., Еремеев В. И. Применение теории ползучести при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1973, 192 с.
  54. H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1963, 400 с.
  55. Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966, 568 с.
  56. В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986, 688 с.
  57. A.A. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1990, 542 с.
  58. A., Novakowski A., Kosyriew W. // «Metalurgia i odlewnidstwo». 1990, v. 16, #3, p.382−391.
  59. Гун Г. Я., Полухин П. И., Косырев B.K. // в сб. «Теория и технология деформации металлов». М.: Металлургия, 1979, № 119, с. 18−22.
  60. H.H. Обзор отечественных работ по расчетам деталей машин на ползучесть, «Расчеты на прочность». М.: Машиностроение, 1965, № 11.
  61. Tokarz A., BrozowaЕ. // «Praca IMZ». 1986, 33−4, с. 113.
  62. A.M., Токаж А., Блаз Л. // «Цветные металлы». 1995, № 1, с. 38.
  63. A.M., Полухин П. И., Косырев В. К. // в сб. «Пластическая деформация сталей и сплавов». М.: МИСиС, 1996, с.98−108.
  64. Гун Г. Я., Косырев В. К., Галкин A.M. //в сб. «Теория и технология деформации металлов». М.: Металлургия, 1976, № 96, с.73−77.
  65. А. Математическая статистика с техническими приложениями. М.: Наука, 1968,320 с.
  66. В.Л., Богатов A.A., Смирнов C.B. Легкие и жаропрочные сплавы и их обработка. М.: Наука, 1986, с.5−12.
  67. H.A., Парфенов Д. Ю., Галкин A.M., Косырев В. К. // «11роизводство пороката». 1999, № 4, с.3−7.
  68. И.Н., Полухин П. И. Технология винтовой прокатки. М.: Металлургия, 1990, 344 с.
  69. П.И., Потапов И. Н., Харитонов Е. А. и др. // «Кузнечно-штамповочное производство». 1982, № 9, с. 17−18.- 17 372. Галкин С. П., Карпов Б. В., Потапов Н. И. // в сб. «Обработка металлов давлением». М.: МИСиС, 1987, с. 19−22.
  70. С.П., Михайлов В. К., Романцев Б. А. // в сб. «Пластическая деформация сталей и сплавов». М.: МИСиС, 1996, с.249−255.
  71. С.П. Теория и технология стационарной винтовой прокатки заготовок и прутков малопластичных сталей и сплавов. Автореф. дис. на соискание ст. д.т.н. М., 1998.
  72. C.B., Душин B.C., Коробовщиков В. Г. и др. // «Известия ВУЗов. Черная металлургия». 1998, № 5, с.44−49.
  73. R., Smirnov S., Solomein V. // «Journal of Material Processing Technology». 1998, v.80−81, pp. 337−340.
  74. .А., Галкин С. П., Михайлов В. К., Хлопонин В. Н. // Труды 1-го конгресса прокатчиков, М., 1996, с. 164−169.
  75. Линия станов винтовой. прокатки. Техническое описание. М.: МИСиС, 1997.174
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!