24.08.2019
Площадочный вибратор является приспособлением, аналогичным электродвигателю, применяемое в роли источника эффективных колебаний....


24.08.2019
На сегодняшний день во всём мире наблюдается максимально экономное использование энергоресурсов, а владельцы недвижимого...


24.08.2019
В процессе обустройства ванной комнаты приходится выбирать большое количество важнейших компонентов, начиная от ванных и унитаза,...


23.08.2019
На сегодняшний день циркониевые коронки считаются уникальной разработкой в сфере протезирования зубов, её пользуются стоматологи...


23.08.2019
Эксплуатационный период любого строения, сохранность всего имущества и создание в нём оптимального микроклимат определяется, в...


23.08.2019
Дабы постройка выглядела массивной и напоминала строения минувших веков, нередко мастера выполняют отделку с помощью руст. Это...


Исследование деформации мембран из сплава МА8 в режимах сверхпластичности

17.07.2019

Одной из причин, ограничивающих использование листовых магниевых сплавов, является их малая технологическая пластичность. Исследованиями ряда авторов установлена возможность проявления эффекта сверх-пластичности у сплавов на магниевой основе. Формообразование деталей из магниевых сплавов в режимах сверхпластичности значительно расширяет технологические возможности этих сплавов и область их применения в конструкциях.

В данной работе исследовались условия проявления эффекта сверх-пластичности у магниевого сплава МА8 и особенности деформирования заготовки при изготовлении типовых элементов деталей. Исследования проводились на промышленном сплаве в состояниях поставки:

В состоянии поставки сплавы имели мелкозернистую равноосную структуру со средним размером зерна: у сплава МА8М — 10 мкм, у сплава МА8Н — 7,5 мкм.

Режимы сверхпластичности определялись по результатам обработки диаграмм истинных напряжений, полученных в интервале температур t = 300—400° С и скоростей деформации е = 5*10в-4—10в-2 1/с.

Максимальное значение показателя скоростного упрочнения т, характеризующего состояние сверхпластичности, получено при температуре 400 С и скорости деформации ё = 8*10в-4 1/с и равно 0,43. При этих температурно-скоростных режимах получено относительное удлинение порядка 260%.

В области равномерной деформации (bp = 70%) сплав обладает деформационным упрочнением (n = 0,25 при e = 10в-3 1/с и t = 400° С), что характеризует вязко-пластическую деформацию сплава при данных термомеханических режимах.

В температурно скоростном интервале сверхпластичности сплав МА8 имеет малое сопротивление деформированию (о = 1,5—3,0 кгс/мм2), что позволяет использовать для изготовления деталей из листовой заготовки наиболее простой и дешевый способ формообразования — пневмоштамповку со сравнительно небольшими давлениями (до 6—10 ати), по технологии напоминающую выдувку деталей из пластмасс.

Опыт формообразования деталей в режимах сверхпластичности показывает, что в этих условиях возможно изготовление деталей весьма сложной конфигурации, однако в большинстве случаев на деталях наблюдается большая разнотолщинность, что ограничивает их применение в ответственных силовых конструкциях.

В связи с этим исследовано несколько способов уменьшения разнотолщинности штампуемых деталей за счет:

1) регулирования скорости деформации;

2) торможения деформации в опасной зоне — зоне максимальных утонений;

3) набора материала в периферийных зонах заготовки (реверсивная штамповка).

Исследование влияния скорости деформации на разнотолщинность проводилось при свободной штамповке детали в кольцевую матрицу. На основании данных, полученных из диаграмм истинных напряжений, были рассчитаны приближенные программы нагружения заготовки. Для под держания постоянной скорости деформации производилось ступенчатое повышение давления до относительной глубины детали H = 0,7, а затем постепенное снижение.

Результаты экспериментов показали, что скорость деформации практически не влияет на разнотолщинность изделия: при относительной глубине детали H = 0,5 разница в толщине при е = 2*10в-4 и 10в-2 1/е порядка 8—10%, в дальнейшем при увеличении глубины детали до H = 1,0 она сглаживается. Это объясняется, по-видимому, сравнительно небольшой чувствительностью сплава к скорости деформации (m = 0,43).

Максимальное утонение детали наблюдается в центральной части купола. Для уменьшения утонения эта зона блокировалась с помощью так называемого плавающего дна.

Штамповка осуществлялась по следующей схеме: дно устанавливалось на определенную глубину h1, и проводилась штамповка детали с плоским дном; затем дно опускалось на глубину h2, и деталь перештамновывалась на эту глубину и т. д. до получения окончательной формы.

Исследовалось распределение деформации при различной первоначальной глубине дна h1 и различном шаге опускания дна Ah = h2 — h1. Результаты представлены на рис. 1. Для сравнения пунктирной линией нанесено распределение утонений при свободной штамповке. Наибольшее уменьшение утонения в центральной зоне получено при расположении дна по схеме 1 с начальной относительной глубиной H = 0.2. Ho сравнению со свободной штамповкой утонение в центре уменьшается на 20% у деталей с H = 0,72 и на 17% у деталей с H = 1,0.

Максимальное утонение смещается в зону с относительным радиусом ri/ro = 0,6. Уменьшение первоначальной глубины «плавающего» дна до H 0,2 приводит к интенсивному развитию деформации и последующему’ разрушению в этой зоне.

Было исследовано несколько схем набора материала при реверсивной штамповке (рис. 2). Набор материала производился в матрицу’ ф 120 мм с применением различных вкладышей с тем, чтобы предварительное формообразование осуществлялось за счет периферийных зон. Полученная заготовка выворачивалась затем в матрицу ф 80 мм. При очень близком расположении вкладыша к заготовке (рис. 2, а) максимальное утонение смещается в зону ri/r0 = 0,6, где происходит интенсивное утонение и разрушение детали. При наборе материала по схемам рис. 2, б и 2, в на плоскости фланца при последующем выворачивании образуется складка, которая в процессе штамповки не расправляется.

Наилучшие результаты получены при штамповке по схеме рис. 2, г. Здесь образуется более пологая оболочка, чем в первых трех случаях, выворачивание которой происходит без образования складок. Применение вкладыша позволяет на первом этапе формообразования получать равномерное распределение деформации. У окончательно отштампованных деталей утонение в центре уменьшается на 10—12%.

Применение реверсивной штамповки совместно с «плавающим» дном позволило уменьшить разнотолщинность на полусфере (H = 1,0) с 60 до 30%.

На рис. 3 представлены типовые детали из сплава M 4.8, отштампованные в режимах сверхпластичности.

Исследовалось также влияние деформирования в режимах сверхпластичности на последующие механические свойства и микроструктуру сплава. Образцы, растянутые до различных степеней деформации при температуре 380, 400° С и е = 10в-3 и 5*10в-4 1/с, испытывались затем при комнатной температуре. Результаты испытаний представлены в таблице. Видно, что механические свойства сплава практически не отличаются от исходных.

В микроструктуре сплава после деформирования в условиях сверхпластичности не обнаружено существенных изменений по сравнению с исходным состоянием, которые могли бы отрицательно сказаться на нарушении эксплуатационных свойств сплава.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна