Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Обработка металлов давлением

Диссертационная работа:

Семашко, Марина Юрьевна. Реализация новой схемы интенсивной пластической деформации с целью повышения технологических свойств исходной заготовки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.05 / Семашко Марина Юрьевна; [Место защиты: Юж.-Ур. гос. ун-т].- Челябинск, 2010.- 193 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/466

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность. Повышение качества макро- и микроструктуры, а следовательно, физико-механических свойств металлических изделий и полуфабрикатов, является одной из актуальных задач металлургии и машиностроения. Для решения таких задач созданы и продолжают создаваться инновационные способы, устройства и технологии получения материалов с заданной структурой и свойствами.

В настоящее время материалы с высоким уровнем физико-механических свойств получают методами порошковой металлургии, термомеханической обработкой, а также воздействием на материалы интенсивной пластической деформацией.

Все вышеперечисленные методы имеют свои достоинства и недостатки, а также порой являются малопригодными и сложноосуществимыми. Отдельные способы требуют сложного специального оборудования, что влечет за собой дополнительные капитальные вложения.

Для выпуска массовой продукции наиболее перспективны деформационные технологии, основанные, в частности, на развитии методов интенсивной пластической деформации (ИПД), т.е. процессов деформирования при температурах ниже порога рекристаллизации с высоким уровнем накопленной деформации.

В настоящей работе предлагается и исследуется новая схема интенсивной пластической деформации металлов, которая сочетает в себе известные операции: высадку, выдавливание в кольцевую полость, прошивку и обратное выдавливание. Преимущество данного способа перед другими заключается в осуществлении непрерывного (без извлечения полуфабриката из технологической оснастки) интенсивного деформирования металла, которое позволяет значительно измельчать структуру и изменять свойства исходного металла. Впоследствии изделия из таких материалов, обладая высоким комплексом физико-механических свойств, имеют большое значение для ускоренного развития металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности. В этом плане диссертационная работа является актуальной.

Цель и задачи работы: на основании накопленного опыта, математического и натурного моделирования, выполнить комплексное исследование новой схемы интенсивной пластической деформации металлов, приводящей к изменению микроструктуры исходной заготовки; разработать рекомендации по использованию рассматриваемого способа для получения полуфабрикатов с высоким уровнем механических свойств; разработать устройство для его осуществления.

Для достижения указанной цели поставлены следующие научные задачи:

– осуществить математическое моделирование исследуемого способа;

– провести натурное моделирование способа интенсивной пластической деформации металлов;

– исследовать и проанализировать параметры очага деформации, определяющие эффективность деформации;

– исследовать особенности обработки и воздействие на микроструктуру при деформировании цветных металлов и сплавов;

– разработать рекомендации по изготовлению и использованию полуфабрикатов и готовых изделий, полученных рассматриваемым способом в промышленных условиях с целью повышения качества продукции.

Научная новизна.

– предложена новая схема интенсивной пластической деформации металлов для изменения их микроструктуры и физико-механических свойств;

– впервые произведено компьютерное моделирование рассматриваемого способа в пакете DEFORM с целью выявления и исследования наиболее значимых параметров очага деформации, определяющих эффективность структурообразования, а также определения рациональной конструкции инструмента, условий деформирования, энергосиловых параметров процесса;

– впервые осуществлен комплекс натурных экспериментов с детальным анализом полученных результатов, позволяющих оценить адекватность компьютерного моделирования;

– впервые, используя методы математического моделирования, статистической обработки результатов экспериментов, получена математическая модель расчета усилия обратного выдавливания P и величины С (величины, оценивающей степень дефектов, возникающих в результате деформирования) на стадии обратного выдавливания (из «стакана» в цилиндр);

– определены режимы деформирования образцов из цветных металлов и сплавов, при которых происходят процессы структурообразования, а также изменения их физико-механических свойств (повышение прочности и пластичности);

– на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований выработаны рекомендации по использованию изделий и полуфабрикатов, полученных исследуемым способом в промышленных условиях с целью повышения качества продукции;

– разработано устройство для получения полуфабрикатов методом интенсивной пластической деформации (заявка на способ и устройство пластического структурообразования находится на рассмотрении в ФГУ ФИПС).

Достоверность. Обусловлена наличием хорошей сходимости между результатами математического моделирования кинематических характеристик, параметров формоизменения при осуществлении процесса интенсивной пластической деформации с результатами лабораторных экспериментов. Для решения вариационных задач использовался современный пакет DEFORM, применяемый на многочисленных предприятиях и институтах в России и мире. При анализе результатов вычислительных и лабораторных экспериментов использовались методы статистической обработки.

Практическая значимость.

Разработан и исследован способ интенсивной пластической деформации металлов, предложено устройство для его осуществления, позволяющее непрерывно воздействовать на заготовку, создавая в ней значительные напряжения и деформации, вследствие чего измельчается микроструктура исходной заготовки.

В результате теоретических и экспериментальных исследований разработан ряд технологических режимов, позволяющих изготовить полуфабрикаты из алюминиевого сплава АМг6 и меди М1, а также других цветных металлов и сплавов с повышенными физико-механическими свойствами.

Предложена математическая модель расчета усилия обратного выдавливания P и величины С (величины, оценивающей степень дефектов, возникающих в результате деформирования) на стадии обратного выдавливания (из «стакана» в цилиндр);

Материалы диссертации используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Машины и технологии обработки металлов давлением» в Южно-Уральском государственном университете.

Апробация результатов работы. Основные положения работы и отдельные ее результаты доложены на следующих конференциях:

– 8-я Международная научно-практическая конференция по высоким технологиям и фундаментальным исследованиям (ВТ и ФИ) Высокие технологии, прикладные исследования, промышленность (г. Санкт-Петербург, 2009 г.);

– V-я научно-практическая конференция Научно-технический прогресс в металлургии, (г. Темиртау, Республика Казахстан, 2009 г.);

– III Международная Казахстанская металлургическая конференция (г. Караганда, Республика Казахстан, 2010 г.);

– II Международный конгресс «Цветные металлы – 2010», (г. Красноярск, 2010 г.);

– ежегодные научно-практические конференции ЮУрГУ (2003–2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 патента РФ, 7 статей и тезисов докладов. В числе изданий рекомендованных ВАК РФ по специальности защиты опубликовано 5 статей, кроме того, 1 заявка на получение патента находится на рассмотрении в ФГУ ФИПС).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 158 наименований, содержит 190 страниц машинописного текста, приложений, 189 рисунков и 22 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net