RU1774224C - Способ определени оптимальной скорости деформации - Google Patents

Description

1

(21)4607313/28 (22)22.11.89 (46)07.11.92. Бюл. №41

(71)Московский институт стали и сплавов

(72)М.А.Цепин, К.М.Семенко, А.А.Лобач, А.М.Африкантов, А.А.Алалыкин и А,Н.Ершов

(56)Новиков И,И. и др. Сверхпластичность и сверхпластичные сплавы. М.:- Машиностроение , 1983, с. 5-6.

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ

(57)Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано дл 

определени  оптимальной скорости деформации при изготовлении деталей сверхпластическим деформированием. Цель изобретени  - повышение информатизно- сти и точности определени . Испытывают по меньшей мере два образца со статически различными структурными состо ни ми. Нагружение осуществл ют при различных напр жени х и определ ют дл  каждого из образцов зависимость напр жение - скорость деформации. Скорость деформации, одинаковую дл  обоих образцов при равных в них напр жени х, принимают в качестве оптимальной скорости деформации. 2 ил.

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использова- но дл  определени  технологических режимов формообразовани  металлов в состо нии сверхпластичности.

Известен способ определени  оптимальной скорости деформации сверхпластичных материалов, включающий испытание образца со скачкообразным изменением скорости деформации, построение завсимпстей напр жени  течени  и показател  скоростной чувствительности от скорости деформации. За оптимальную скорость сверхпластической деформации (СПД) принимают такую, при которой показатель скоростной чувствительности максимален .

Недостатком указанного способа  л ет- с  то, что оптимальна  скорость СПД определ етс  дл  структурного состо ни  материала (размер зерен, их форма и распределение , фазовый состав), которое в процессе испытани  претерпевает изменени , следовательно, скорость деформации,

определенна  из испытани , будет оптимальной только дл  условий, эквивалентных услови х испытаний (врем  нагрева, истори  нагружени , максимальна  степень де- . формации, напр женно-деформированное состо ние). В реальных же процессах обработки металлов давлением в состо нии сверхпластичности така  эквивалентность условий недостижима.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  способ определени  оптимальной скорости деформации, включающий испытание отдельных образцов при разных скорост х де- формации, построение зависимости напр жени  течени  и показател  скоростной чувствительности т скорости деформации при заданных степен х деформации. За оптимальную скорость СПД принимают такую, при которой показатель скоростной чувствительности максимален.

В отличие от аналога этот способ позвол ет создать эквивалентные услови  с реальными процессами по накопление:;

сл

XI

vJ

Јь

N0 ГО

4

степени деформации. Однако эквивалентность остальных условий испытани  услов.и-  м реального процесса так же, как и в аналоге, недостижима.

Цель изобретени  - повышение информативности и точности определени  оптимальной скорости деформации.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе, включающем испытание образцов и определение зависимости напр жени  течени  от скорости деформации, согласно изобретению, испытывают по меньшей мере два образца со статистически различными структурными состо ни ми , определ ют дл  каждого из них зависимость напр жение-скорость деформации , а в качестве оптимальной скорости деформации выбирают скорость деформации , одинаковую дл  обоих образцов при равных дл  них напр жени х.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем,

Изготавливают по меньшей мере два образца, которые затем отжигают с разной продолжительностью выдержки или подвергают сверхпластической деформации с различной степенью деформации дл  создани  в материалах статически различимых структурных состо ний, После этого определ ют количественную характеристику структуры материала (например, средний размер зерна) каждого образца. Если количественные характеристики структуры материала отожженных или деформированных образцов статистически разделимы, провод т при заданной температуре испытани  каждого образца или со скачкообразным изменением скорости деформации или на релаксацию нагрузки. Возможно определение зависимости напр жение течени  - скорость деформации и методом испытани  отдельных образцов с различной скоростью деформации, однако это нецелесообразно ввиду повышени  трудоемкости и материалоемкости эксперимента. По результатам эксперимента стро т график зависимости напр жени  течени  от скорости деформации дл  каждого из образцов, характеризующихс  структурными состо ни ми Н и 2 (фиг, 1). Оптимальную скорость деформации |опт определ ют по точке пересечени  кривых о - Ј. Наличие этой точки обусловлено равенством энергетических вкладов в общую деформацию межзеренной и внутризе- ренной деформаций, которое достигаетс  при едином дл  различных структурных состо ний материала значении скорости деформации , которое и прин то в качестве оптимального. Определенное согласно

предложенному способу значение оптимальной скорости деформации Јопт  вл етс , таким образом, индифферентной к структурному состо нию, что обеспечивает

повышение точности, следовательно, Ј0пт не чувствительна к любым измени м структурного состо ни , св занными с временем на- грзва, историей нагружени , накопленной степенью деформации и напр женно-де0 формированным состо нием.

Напр жение течени  кривых оьпт, соответствующее точке пересечени  кривых о - Ј(фиг.1), также  вл етс  оптимальным, а поддержание его посто нным на прот же5 нии всего процесса СПД обеспечивает деформацию материала с посто нной, оптимальной скоростью деформации, независимо от исходного структурного состо ни  и его эволюции,

0 Предлагаемый способ определени  оптимальной скорости сверхпластической деформации реализован следующим образом. Из листовой латуни ЛЖМц 59-1-1 с уьт- рамелкозернистой структурой были изго5 товлены два образца с размерами рабдчей части 14x6x0,6 мм. Дл  получени  статически различимых структурных состо ний материала образцов, один из них был отожжен при температуре 550°С в течение 15 мин, а

0 другой при этой же температуре в течение 2,5 ч. Анализ микроструктуры показал, что в результате отжига в первом образце сформировалась структура со средним размером зерна 4,2 мкм, а во втором - 7,3 мкм. Затем

5 каждый образец, подвергали испытанию на релаксацию нагрузки при температуре 550°С на установке, созданной в МИСиС на базе машины 1231 У-Ю, По результатам испытани  строили зависимость напр жени 

0 течени  от скорости деформации дл  каждого образца, характеризующихс  структурным состо нием со средним размером зерна 4,2 и 7,3 мкм (фиг.2). Оптимальную скорость деформации Ј0пт и напр жение те5 чени оьпт определ ли по точке пересечени  кривых 7- Ј.

Таким образом, дл  латуни ЛЖМц 59-1- 1 Јопт 0,, аОЬпт 55,3 МПа.

0 Использование предлагаемого способа позвол ет проектировать технологические режимы на основе СПД, адаптивные к разбросу структурных состо ний исходных заготовок , неизбежному в услови х серийного

5 производства, а также гарантировать однозначную оценку производительности процессов СПД при различных исходных и конечных структурных состо ни х материала заготовки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  оптимальной скорости деформации при изготовлении деталей сверхпластическим деформированием, включающий испытание образцов материала заготовки при различных напр жени х и определение по результатам испытаний оптимальной скорости деформации, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

   d

   ($апт

   4, ИПЧ АО

   &V

   /чк.

   Ъ 4,2 мкм

   информативности и точности, испытывают по меньшей мере два образца со статистически различными структурными состо ни ми , определ ют дл  каждого из них зависимость напр жение - скорость деформации , а в качестве оптимальной скорости деформации выбирают скорость деформации , одинаковую дл  обоих образцов при равных дл  них напр жени х.

   аг 1

   $Г0т