прокатка відноситься до однієї з основних способів обробки металів тиском. прокаткою отримують вироби (прокат) різноманітної форми та розмірів. Як і будь-який інший спосіб обробки металів тиском прокатка призначена для формування у заготівлі необхідних властивостей, розмірів і структури. альтернативою операції прокатки може служити операція рівноканального кутового видавлювання. У роботі представлений аналіз зміни мікроструктури матеріалу АМЦ, після операцій прокатки і рівноканального кутового видавлювання (РКУВ).

Анотація наукової статті за технологіями матеріалів, автор наукової роботи - Гневашев Денис Олександрович, Чайка Дмитро Борисович


ANAL YSIS OF CHANGE OF AMS MA TERIAL MICROSTRUCTURE A T ROLLING AND EQUAL CHANNEL ANGULAR EXTRACTION

Rolling refers to one of the main methods of metal processing by pressure. Rolling receive products (rental) of various shapes and sizes. Like any other method of metal forming, rolling is designed to form the required properties, dimensions and structure in the workpiece. An alternative to rolling operation is the operation of equal channel angular extrusion. The paper presents an analysis of changes in the microstructure of the AMC material after rolling operations and equal channel angular extrusion (ECAP).


Область наук:
  • технології матеріалів
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал: Известия Тульського державного університету. Технічні науки

    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ЗМІНИ мікроструктури МАТЕРІАЛУ АМЦ ПРИ ОПЕРАЦІЯХ ПРОКАТКИ І рівноканальної кутової видавлювання'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ЗМІНИ мікроструктури МАТЕРІАЛУ АМЦ ПРИ ОПЕРАЦІЯХ ПРОКАТКИ І рівноканальної кутової видавлювання»

    ?A study of the tightness with stretching of the material along the punch was carried out. Identified zones undergoing maximum thinning. The effect of lubricant on the deformation process is noted. During the experiments, it is noted that the parameters of the hardening curve have a significant effect on the numerical calculation.

    Key words: stretch-tight, contact friction, metal properties, modeling, metal thinning.

    Tipalin Alexandrovich Sergey, candidate of technical sciences, professor, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,

    Belousov Vladislav Borisovich, student, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,

    Shpunkin Nikolai Fomich, candidate of technical sciences, professor, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University

    УДК 621.77.04

    АНАЛІЗ ЗМІНИ мікроструктури МАТЕРІАЛУ АМЦ ПРИ ОПЕРАЦІЯХ ПРОКАТКИ І рівноканальної кутової

    видавлювання

    Д. А. Гневашев, Д.Б. Чайка

    Прокатка відноситься до однієї з основних способів обробки металів тиском. Прокаткою отримують вироби (прокат) різноманітної форми та розмірів. Як і будь-який інший спосіб обробки металів тиском прокатка призначена для формування у заготівлі необхідних властивостей, розмірів і структури. Альтернативою операції прокатки може служити операція рівноканального кутового видавлювання. У роботі представлений аналіз зміни мікроструктури матеріалу АМЦ, після операцій прокатки і рівноканального кутового видавлювання (РКУВ).

    Ключові слова: прокатка, рівноканальне кутовий видавлювання, мікроструктура, властивості матеріалу АМЦ.

    У багатьох галузях машинобудування спостерігається розвиток по вивченню зміни мікроструктури і вплив її на властивості матеріалів при різних технологічних операціях, для отримання виробів необмеженої довжини і заданої форми поперечного перерізу. Основними технологіями в області ОМД, за допомогою яких досягаються великі деформації, що призводять до помітного подрібнення зерна без руйнування, отримання необмеженої довжини заготовки, можна виділити прокатку і рівноканальне кутовий видавлювання. Істотним недоліком операції прокатки в порівнянні з операцією РКУВ є: енергоємність, тривалість технологічного процесу, наявність термообробки, що стримує промислове виробництво виробів заданих параметрів.

    Для проведення аналізу порівняння мікроструктури при операціях холодної прокатки і РКУВ був обраний матеріал АМЦ.

    Дослідження мікроструктури проводилося на алюмінієвому сплаві системи системи А1 - Мп (Алюміній - марганець) - АМЦ, який відноситься до числа деформуються тиском, корозійно-стійких і зварюються без обмежень сплавів алюмінію. Хімічний склад сплаву наведено в таблиці.

    Хімічний склад у% матеріал АМц ГОСТ 4784-97 [4].

    Fe Si Mn Al Cu Zn домішки

    до 0,7 До 0,6 1-1,5 96,35-99 0,05-0,2 До 0,1 До 0,15

    Вихідними даними для дослідження послужили:

    Образци- прямокутного перетину розмір сторін 6х4мм.

    На рис. 1 представлені зразки до і після операції холодної прокатки.

    Известия ТулГУ. Технічні науки. 2019. Вип. 12

    ?! 1

    / Б

    Тих У -А

    ||||| 1шДІі1

    / Мм "7 - > Г мм 12 3 с! З

    Мал. 1. Зразки з матеріалу АМЦ для дослідження зміни мікроструктури: а - до прокатки; б - після прокатки

    Обладнання застосовуються для проведення експериментів:

    -для операції прокатки - стан Філлах 2000 с двома клітями вихідним розміром прямокутного перетину 4х3мм;

    - для операції РКУВ- випробувальна машина EU-100, прес-оснащення опис якої представлено в роботі [3].

    Технологія РКУВ була розроблена Сегаль і його колегами [1], [2], і зводилася до того, що дослідний зразок видавлювали через матрицю з двома каналами, що мають рівну поперечний переріз і перетин під кутом. Принцип методу полягає в реалізації простого зсуву в зоні перетину каналів рівного перетину, виконаних в монолітної матриці і розташованих під кутом 2ф один до одного, при проштовхуванні через них заготовки. При цьому заготовка просувається в матриці засобами механізації, а один цикл її пресування, за умови відсутності тертя об стінки інструменту, надає матеріалу деформацію.

    Після кожної з представлених операцій, були обрані зразки для вивчення зміни мікроструктури. Зразки попередньо шліфувалися, електрополірованій на стандартному обладнанні.

    Металографічні дослідження проводили на мікроскопі моделі Метам ЛВ-3 з дозволом 100х - 1250х.

    На рис. 2. Представлена ​​мікроструктура сплаву АМЦ до технологічних операцій, збільшення х500.Образец в початковому стані має равноосную форму субзерен. Розмір зерна в початковому стані становить 7-10 мкм.

    Рис.2. Мікроструктура алюмінієвого сплаву до деформування збільшення х500:

    а - кут шлифа; б - центр шлифа

    Зміна мікроструктури алюмінієвого сплаву АМЦ після процесу холодної прокатки через пару клітей показано на рис. 3. Структура зразка характеризується рівномірним розподілом фази Al-Mn. Величина зерна становить 2-7 мкм, при цьому вимальовується витягнута форма, з частковим подрібненням зерна, що призводить до підвищень міцності властивостей матеріалу. Варто припустити, при обтиску зразків на 90%, дроблення зерна триватиме, значно збільшиться міцність матеріалу.

    Мал. 3. Мікроструктура алюмінієвого сплаву після прокатки через дві кліті х500: а - кут шлифа;

    б - центр шлифа

    Грунтуючись на роботу [3] по дослідженню зміни мікроструктури алюмінієвого сплаву на рис. 4 і 5 представлені зразки після операції рівноканального кутового пресування при різних етапах деформування.

    Мал. 4. Мікроструктура алюмінієвого ^ сплаву після РКУВ за один етап деформування х2500

    Мал. 5. Мікроструктура алюмінієвого сплаву після РКУВза два етапи деформування х2500

    Мікроструктура після одного етапу видавлювання складається з паралельних смуг субзерен і в міру їх подальшого видавлювання вони перетворюються в зерна з розділеними межами, розмір зерна змінюється з 10мкм до 7мкм. При повторному етапі видавлювання того ж зразка (два етапи деформування) розмір зерна змінюється до 5мкм.

    Аналіз результатів і висновки. На підставі отриманих результатів можна зробити наступні висновки:

    1. Операції обробки матеріалів тиском такі як (прокатка і РКУВ) дозволяють досягати великих деформації, що призводять до помітного подрібнення зерна без руйнування структури, підвищувати міцність матеріалу, при отриманні необмеженої довжини заготовки.

    2. Застосування операції РКУВ замість холодної прокатки знизить вартість виробництва, істотно збільшить швидкість виготовлення виробів (заготовок) необмеженої довжини і заданої форми поперечного перерізу і підвищеними характеристиками міцності властивостями.

    Список літератури

    1. Сегал В.М., Резніков В.І., Дробишевський А.Е., Копилов В.І. Пластична обробка металів простим зрушенням // Метали. 1981. № 1. С. 111-123.

    2. Iwahashi Y., Horita Z., Nemoto M., Langdon T.G. An investigation of microstructural evolution during equal-channel angular pressing. // Acta Mater, 1997. Vol. 45. No. 11. P. 4733-4741.

    3. Гневашев Д. А. Удосконалення технології холодного видавлювання при високих значеннях деформації. Дисертація. М .: Федеральне агентство з освіти МАМИ, 2005. С. 143.

    4. ГОСТ 4784-97. Алюміній і сплави Алюмінієві Деформуємі. Марки, 1997..

    Гневашев Денис Олександрович, канд. техн. наук, доцент, petrov_p @, mail. ru, Росія, Москва, Московський політехнічний університет,

    Чайка Дмитро Борисович, студент, petrov_p @, mail. ru, Росія, Москва, Московський політехнічний університет

    ANAL YSIS OF CHANGE OF AMS MA TERIAL MICROSTR UCTURE A T ROLLING AND EQ UAL CHANNEL

    ANGULAR EXTRACTION

    D.A. Gnevashev, D.B. Chaika

    Rolling refers to one of the main methods of metal processing by pressure. Rolling receive products (rental) of various shapes and sizes. Like any other method of metal forming, rolling is designed to form the required properties, dimensions and structure in the workpiece. An alternative to rolling operation is the operation of equal channel angular extrusion. The paper presents an analysis of changes in the microstructure of the AMC material after rolling operations and equal channel angular extrusion (ECAP).

    Key words: rolling, equal-channel angular extrusion, microstructure, material properties of AMC.

    Gnevashev Denis Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, petrov_p @, mail. ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University

    Chaika Dmitriy Borisovich, student, petrov_p @, mail. ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University


    Ключові слова: ПРОКАТКА / Рівноканальної кутової видавлювання / мікроструктури / Властивості МАТЕРІАЛУ АМЦ / ROLLING / EQUAL-CHANNEL ANGULAR EXTRUSION / MICROSTRUCTURE / MATERIAL PROPERTIES OF AMC

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити