Исследование влияния накопленной деформации на качество неоднородной конструкции

Д.А. Волков, И.О.  Жигулев, В.Г. Шибаков (Набережные Челны)

При проектировании технологического процесса обработки металлов давлением важной задачей является выбор управляющих параметров, обеспечивающих повышение качества металла штампуемых деталей, его механические свойства.

Качество изделий во многом определяется размером зерна и структурной однородностью металла. Разнозернистость резко ухудшает свойства материалов. Границы участков между мелко- и крупнозернистыми зонами часто являются очагами образования трещин при деформировании.

Размер зерна зависит от термомеханического режима пластической обработки: температуры пластической деформации, степени накопленной деформации в металле и скорости деформации.

Таким образом: конечные деформации, накопленные в металле в процессе формообразования, должны способствовать формированию однородной структуры с минимальной разнозернистостью, а также тому, чтобы средний размер зерна соответствовал условиям эксплуатации изделия.

При формообразовании неоднородных конструкций в процессе одновременно протекающей кристаллизации и пластической деформации значение конечной степени деформации должно полностью компенсировать явления усадочного характера в затвердевающем компоненте и соответствовать значениям литейной усадки, включающей в себя объемную усадку кристаллизации и линейную усадку затвердевшего металла. Кроме того, конечная степень деформации при совместном деформировании разнородных металлов должна обеспечивать возникновение и развитие адгезионных связей. Таким образом, повышение качества получаемого материала исключением пористости и других явлений усадочного характера в затвердевающем компоненте, усиление адгезионных связей на контакте разнородных металлов являются первоочередной задачей при проектировании неоднородных конструкций, получаемых пластическим деформированием кристаллизующегося металла и армирующего элемента.

В настоящее время на кафедре МиТОМД Камского государственного политехнического института проводятся исследования процессов совместно протекающих пластической деформации и кристаллизации при формообразовании неоднородных конструкций – биметаллической полосы и объемно-армированных деталей. Результаты исследований позволят оценить влияние конечной степени деформации на качество неоднородных конструкций на стадии проектирования материалов.