RU2117541C1 - Способ изготовления труб - Google Patents
Способ изготовления труб Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117541C1 RU2117541C1 RU96120621A RU96120621A RU2117541C1 RU 2117541 C1 RU2117541 C1 RU 2117541C1 RU 96120621 A RU96120621 A RU 96120621A RU 96120621 A RU96120621 A RU 96120621A RU 2117541 C1 RU2117541 C1 RU 2117541C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- pipe
- ready
- radius
- residual stresses
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении труб из труднодеформируемых металлов прессованием. При изготовлении труб из труднодеформируемых металлов и сплавов средний радиус трубной заготовки выбирают по заданному среднему радиусу готовой трубы исходя из следующей зависимости , где Rсзаг = (R1заг + R2заг)/2 - средний радиус трубной заготовки, мм; Rстр = (R1тр + R2тр)/2 - средний радиус готовой трубы, мм; R1заг, R2заг, R1тр, R2тр - наружный и внутренний радиус трубной заготовки и готовой трубы соответственно, мм; μ - коэффициент Пуассона материала трубы; ψ* - безразмерный параметр, характеризующий механические и физические свойства материала трубы; - относительный параметр, характеризующий толщину стенки готовой трубы; Изобретение позволяет предотвратить последеформационное разрушение прессованных труб от остаточных напряжений. 2 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для труб из труднодеформируемых материалов прессованием.
Известен способ прессования с подвижной или закрепленной иглой труб из труднодеформируемых металлов и сплавов [2]. По этому способу подготовленная трубная заготовка нагревается в индукционной печи до заданной температуры и загружается в контейнер пресса, где осуществляется гидропрессование трубы. Однако получаемые этим способом изделия имеют некачественную поверхность с множеством межкристаллитных трещин, обусловленных высоким уровнем остаточных напряжений.
Известен способ изготовления труб из труднодеформируемых тугоплавких металлов и сплавов [1] прессованием с иглой трубной заготовки в оболочках из вспомогательного материала. По данному способу с целью увеличения пластичности прессованных труб и снижения в них остаточных напряжений трубную заготовку прессуют при отношении радиальной вытяжки к окружной, равном по наружному диаметру 1,5-3, а по внутреннему диаметру - при отношении, превышающем первое в 1,2-2 раза. При этом суммарную вытяжку, наружный и внутренний диаметры трубной заготовки выбирают исходя из следующей зависимости:
где
A - отношение радиальной вытяжки к окружной;
μ - суммарная вытяжка;
d - диаметр иглы;
D - соответствующий диаметр трубной заготовки.
где
A - отношение радиальной вытяжки к окружной;
μ - суммарная вытяжка;
d - диаметр иглы;
D - соответствующий диаметр трубной заготовки.
Необходимо отметить, что при данном способе изготовления труб не прогнозируется последеформационное разрушение изделия от остаточных напряжений, формирующихся в процессе пластической деформации. Данный способ предназначен для прессования трубной заготовки в оболочке из вспомогательного материала и с использованием деформируемого наполнителя, что усложняет подготовку трубной заготовки. При этом процесс прессования трубных заготовок рассматривается как процесс прессования сплошных прутков, таким образом, подменяется реальная схема процесса деформирования.
Цель изобретения - предотвращение последеформационного разрушения прессованных труб от остаточных напряжений.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления труб из труднодеформируемых металлов и сплавов прессованием средний радиус трубной заготовки определяют по заданному среднему радиусу готовой трубы, исходя из следующей зависимости
где
- средний радиус трубной заготовки, мм;
- средний радиус готовой трубы, мм;
R1 заг., R2 заг., R1 тр., R1 тр. - наружный и внутренний радиус трубной заготовки и готовой трубы соответственно, мм;
μ - коэффициент Пуассона материала трубы;
ψ* - безразмерный параметр, характеризующий механические и физические свойства материала трубы;
- относительный параметр, характеризующий толщину стенки готовой трубы;
Соотношение (1) получено при определении технологических остаточных напряжений при волочении труб на основе энергетического подхода. Для достаточно длинных труб уравнения равновесия в цилиндрических координатах для упругого состояния трубной заготовки, вышедшей из зоны деформации, имеют вид [3]:
где
σr,σθ,τrz - радиальные, окружные и сдвиговые напряжения;
r - текущий радиус.
где
- средний радиус трубной заготовки, мм;
- средний радиус готовой трубы, мм;
R1 заг., R2 заг., R1 тр., R1 тр. - наружный и внутренний радиус трубной заготовки и готовой трубы соответственно, мм;
μ - коэффициент Пуассона материала трубы;
ψ* - безразмерный параметр, характеризующий механические и физические свойства материала трубы;
- относительный параметр, характеризующий толщину стенки готовой трубы;
Соотношение (1) получено при определении технологических остаточных напряжений при волочении труб на основе энергетического подхода. Для достаточно длинных труб уравнения равновесия в цилиндрических координатах для упругого состояния трубной заготовки, вышедшей из зоны деформации, имеют вид [3]:
где
σr,σθ,τrz - радиальные, окружные и сдвиговые напряжения;
r - текущий радиус.
Исходя из условия равенства нулю радиальных остаточных напряжений на внутренней и наружной поверхности трубы выражение для σr записывают в виде
σr= -a0(R1-r)(r-R2), (3)
где
R1 и R2 - соответственно наружный и внутренний радиусы трубы;
a0 - неизвестная постоянная, характеризующая распределение остаточных напряжений по толщине стенки трубы;
знак "минус" в выражении (3) указывает на то, что радиальные остаточные напряжения - сжимающие.
σr= -a0(R1-r)(r-R2), (3)
где
R1 и R2 - соответственно наружный и внутренний радиусы трубы;
a0 - неизвестная постоянная, характеризующая распределение остаточных напряжений по толщине стенки трубы;
знак "минус" в выражении (3) указывает на то, что радиальные остаточные напряжения - сжимающие.
Решая упругую задачу для прессованной трубы, определяют тензор остаточных напряжений σij и тензор относительных упругих деформаций εij, вызванных действием остаточных напряжений. Напряжения и деформации выражают в виде функций от параметра a0. Затем определяют потенциальную энергию упругой деформации в объеме трубы от действия остаточных упругих напряжений
где
v - объем трубы, и для трубы единичного объема получают
Параметр a0, определяющий значения остаточных напряжений, находят из энергетического условия
U = ψ•Uд, (5)
где
ψ - часть энергии, остающаяся в деформированном металле в виде связанной потенциальной энергии остаточных напряжений;
Uд - энергия, пошедшая на пластическую деформацию трубы [3, с. 27]:
где
σs cp. - среднее значение сопротивления пластической деформации материала протягиваемой трубы;
Dс.н., Dс.к. - средний диаметр трубы до и после деформации.
где
v - объем трубы, и для трубы единичного объема получают
Параметр a0, определяющий значения остаточных напряжений, находят из энергетического условия
U = ψ•Uд, (5)
где
ψ - часть энергии, остающаяся в деформированном металле в виде связанной потенциальной энергии остаточных напряжений;
Uд - энергия, пошедшая на пластическую деформацию трубы [3, с. 27]:
где
σs cp. - среднее значение сопротивления пластической деформации материала протягиваемой трубы;
Dс.н., Dс.к. - средний диаметр трубы до и после деформации.
Подставив (4) и (6) в (5), получают выражение для
где
ψ* = Eψ/σs cp.;
E - модуль упругости материала трубы,
а следовательно, и технологические остаточные напряжения, возникающие в трубе в процессе пластического деформирования.
где
ψ* = Eψ/σs cp.;
E - модуль упругости материала трубы,
а следовательно, и технологические остаточные напряжения, возникающие в трубе в процессе пластического деформирования.
Практика показала, что изделия, полученные прессованием трубной заготовки из труднодеформируемых металлов и сплавов, особенно из дисперсно-упрочненного композиционного материала (ДУКМ), часто разрушаются уже после обработки. Наибольшую опасность с точки зрения разрушения представляют растягивающие окружные остаточные напряжения в поверхностных слоях. Из условия предотвращения последеформационного разрушения трубы от остаточных напряжений находят зависимость
по которой определяют средний радиус трубной заготовки по заданному среднему радиусу готовой трубы.
по которой определяют средний радиус трубной заготовки по заданному среднему радиусу готовой трубы.
На фиг. 1 изображен продольный разрез прессуемой заготовки; на фиг. 2 приведены графические зависимости Rс заг./Rс тр., полученные из расчета по формуле (8), для труб из материалов, параметр ψ* которых имеет следующие значения: 1-ψ*= 0,25 ; 2- 0,30; 3- 0,3389; 4- 0,35; 5- 0,40; 6- 0,45. Расчет выполнен для μ = 0,31.
Пример конкретной реализации.
Необходимо получить трубу из ДУКМ на основе порошковой меди с ψ* = 0,3389 размером 16 х 1 мм (R1 тр. = 8,5 мм; R2 тр. = 7,5 мм, тогда R = 0,88). По известным значениям по фиг. 2 (кривая 3) определили Rс.заг./Rс.тр. = 1,41, либо рассчитали по формуле (8). Из условия сохранения сплошности трубы и ее прочности следует Rс.заг./Rс.тр.≤1,41, т.е. выбрали Rс.заг. = 1,4 • Rс.тр., т.к. Rс.тр. = 8 мм, то Rс.заг. = 11,2 мм. Осуществили прессование рассчитанной заготовки и получили сплошную трубу с качественной поверхностью.
При изготовлении труб из труднодеформируемых металлов и сплавов, особенно из ДУКМ, по предлагаемому способу обеспечивается прочность готовых труб, улучшается качество поверхности и эксплуатационные свойства изделий за счет снижения вероятности их растрескивания и последеформационного разрушения, повышаются пластические свойства материала трубы за счет снижения уровня остаточных напряжений, возникающего при пластическом деформировании прессованием, снижаются отходы металла в брак.
Claims (1)
- Способ изготовления труб из труднодеформируемых металлов и сплавов прессованием, отличающийся тем, что средний радиус трубной заготовки определяют по заданному среднему радиусу готовой трубы, исходя из зависимости
где Rс.заг. = (R1заг + R2заг)/2 - средний радиус трубной заготовки, мм;
Rс.гр = (R1тр + R2тр)/2 - средний радиус готовой трубы, мм;
R1заг, R2заг, R1тр, R2тр - наружный и внутренний радиус трубной заготовки и готовой трубы соответственно, мм; μ - коэффициент Пуассона материала трубы; ψ* - безразмерный параметр, характеризующий механические и физические свойства материала трубы;
относительный параметр, характеризующий толщину стенки готовой трубы;
а
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96120621A RU2117541C1 (ru) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Способ изготовления труб |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96120621A RU2117541C1 (ru) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Способ изготовления труб |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2117541C1 true RU2117541C1 (ru) | 1998-08-20 |
RU96120621A RU96120621A (ru) | 1998-12-27 |
Family
ID=20186608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96120621A RU2117541C1 (ru) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Способ изготовления труб |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2117541C1 (ru) |
-
1996
- 1996-10-08 RU RU96120621A patent/RU2117541C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. Береснев Б.И. и др. Высокие давления в современных технологиях обработки материалов. - М.: Наука, 1988, с. 82-84. 3. Колмогоров Г.Л. и др. Остаточные напряжения при волочении труб. Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1955, N 2, с. 26-28. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4162758A (en) | Method for producing clad steel pipes | |
EP0097306A2 (en) | Method of making dispersion strengthened metal bodies and product | |
IL35215A (en) | Scrap metal processing | |
RU2117541C1 (ru) | Способ изготовления труб | |
EP0489106B1 (en) | Metal extrusion | |
RU2113301C1 (ru) | Способ деформирования осесимметричных заготовок | |
RU2126731C1 (ru) | Способ волочения изделий | |
RU2352417C2 (ru) | Способ прессования профилей и матрица для реализации данного способа | |
US4173061A (en) | Process for forming a billet for extrusion | |
JP4998086B2 (ja) | クラッド管用ビレットおよびクラッド管の製造方法 | |
Vaidyanathan et al. | Deep Drawing of constrained groove pressed EDD steel sheets | |
RU2038175C1 (ru) | Способ получения прутков из легированных металлов и сплавов | |
RU2622552C1 (ru) | Способ производства трубных металлоизделий пластической деформацией | |
JPS5853683B2 (ja) | モリブデン製パイプの製造方法 | |
JP3633434B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法 | |
RU2806565C1 (ru) | Способ восстановления наружной поверхности оправок прошивного стана и штамп для его осуществления | |
RU2111809C1 (ru) | Способ изготовления составных изделий с продольной слоистостью | |
CN113245791B (zh) | 一种薄板弧形状的骨架的加工工艺 | |
RU2245751C1 (ru) | Способ получения гильз | |
CN106399884A (zh) | 高性能镁合金型材制备及加工新方法 | |
JP2009285665A (ja) | 高温拡管成形性に優れたアルミニウム合金製継目無押出管およびその製造方法 | |
Misra et al. | In-process control of residual stress in drawn tubing | |
Petersen et al. | Injection forging of tubular materials: a workability analysis | |
JP3137911B2 (ja) | 押出し用複合材料 | |
RU2402397C1 (ru) | Способ изготовления биметаллических переходников |