Руцкий Д.В., Галкин А.Н., Гаманюк С.Б., Зюбан Н. А., Сибгатуллин И.Р

Юечэн Дун1, Р.Г. Чембарисова2, И.В. Александров3

Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Рассия

[email protected], [email protected], [email protected]

В настоящей работе представлены результаты исследования динамического поведения ультрамелкозернистой (УМЗ) Cu, полученной методом равноканально- углового прессования (РКУП) (8 проходов по маршруту ВС при комнатной темпе- ратуре) и характеризующейся средним размером зерен ~ 280 нм.

Для динамических испытаний использовали цилиндрические образцы длиной 10 мм с диаметром основания 10 мм, вырезанные вдоль направления РКУП. Дина- мическое нагружение образцов проводили методом составного стержня Гопкинсо- на со скоростями деформации около 1500 с-1 при температурах 175 К, 235 К, 295 К, 375 К и 425 К.

Показано, что уменьшение температуры высокоскоростной деформации при- водит к росту предела текучести, что обусловлено активизацией процессов пере- сечения дислокаций и многочисленных деформационных двойников.

На основе проведенного кинетического моделирования сделаны оценки ак- тивности тех или иных механизмов высокоскоростной деформации в зависимости от ее температуры.

Таблица. Механические поведения УМЗ меди при разных температурах

	175 К	235К	295К	375К	425К
Фактическая скорость деформации (с-1)
Предел текучести (МПа)	581±15	566±12	552±2	530±5	531±2
Предел прочности (МПа)	745±21	717±10	691±11	667±28	663±5
Степень деформации сжатием, %	17,5±0,9	17,3±0,9	17.7±0,4	17,3±0,6	18,7±0,7

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ И СТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ЛИТОГО МЕТАЛЛА СЛИТКОВ С ИЗМЕНЁННЫМИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ

Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Р.Ф.

[email protected]

Переход металлического расплава из жидкого в твердое состояние сопровож- дается развитием явлений ликвации и усадки, что приводит к возникновению в ме- талле структурной, физической и химической неоднородностей, которые значи- тельно снижают качество слитков. В работе анализировалось влияние: величины перегрева расплава над температурой ликвидус, соотношения массы металла при- быльной части к массе «надставки-холодильника», относительного объема при- быльной части, соотношения внутренних диаметров надставки и изложницы, гео- метрических параметров и массы слитка. Моделирование формирования структу- ры и дефектов усадочного происхождения в слитках с утепляющей и «захолажи- вающей» верхней частью осуществлялось методом конечных разностей. В процес- се расчета решается целый комплекс задач, необходимых для получения результа- та. Математический комплекс включает в себя многоуровневую адаптивную сис- тему взаимосвязанных математических моделей тепловых процессов, структуры на всех этапах их формирования, определяемых эволюцией во времени температурно- го поля в ходе затвердевания жидкого металла.

Описание температурных полей в ходе затвердевания слитка проводится на основе решения дифференциального уравнения теплопроводности при заданных условиях теплоотвода от слитка, а также известных значениях теплофизических свойств металлического расплава при текущей температуре. На основании темпе- ратурного поля строится поле градиентов температуры. Процессы образования кристаллических зон в объеме застывающего слитка моделируются на основе ана- лиза температурных полей и полей градиентов температуры по известным зависи- мостям [1]. Моделирование конфигурации и размеров усадочной раковины прово- дится на основе анализа изменения уровня жидкого металла и количества жидкой фазы на каждом временном шаге вычислений в зависимости от объема усадки за- твердевающего металла. По результатам математического моделирования опреде- лены параметры, позволяющие получить узкую раковину, при минимальных изме- нениях существующей технологии и литейной оснастки, тем самым сведя к мини- муму затраты на переделку. Установлено, что благоприятного расположения уса- дочных дефектов, в узкой осевой зоне, можно добиться, уменьшая теплоаккумули- рующую способность надставки-холодильника посредством изменения её массы, и начальной температуры. Удалось достичь рациональной формы усадочной ракови- ны, при которой относительный диаметр дефектной области составил 23 %. Такое строение усадочной раковины позволяет при производстве полых изделий полно- стью удалить ее в отходы, что позволило рекомендовать слиток с «захоложенной» верхней частью для изготовления полых поковок.

Работа выполнена в рамках проекта МК – 4034.2012.8

1. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. – М.: Металлургия, 1976. – 552 с.

Дата добавления: 2017-01-14