Дослідження режимів пресування Al-Mg-Sc сплавів з урахуванням умов попередньої деформації вихідної заготовки

Investigation regimes extrusion of Al-Mg-Sc alloys into account the conditions previous deformations of the original piece

Докладчик

Андреев Виталий Валериевич

Андреев Виталий Валериевич

  • Должность: доцент
  • Звание, степень: кандидат технических наук
  • Организация: Национальная металлургическая академия Украины
  • Подразделение: кафедра "Обработка металлов давлением"
  • Город: Днепр
  • E-Mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. | Сайт: Андреев В. В. | Направление Алюминий, моделирование, прессование, прокатка, профиль, скандий, Трубы


    Аннотация

    Андреєв В.В. Дослідження режимів пресування Al-Mg-Sc сплавів з урахуванням умов попередньої деформації вихідної заготовки / Андреєв В.В., Ашкелянець А.В., Коноводов Д.В. // Пластична деформація металів : матеріали наук.-практ. конф. : тез. допов., 22-26 травня 2017 р., м. Дніпро. – Дніпро : [б.в.], 2017. – С. 33-34.

     

    Зниження маси транспортних засобів в машинобудуванні є актуальним напрямом підвищення маси корисного вантажу і зниження витрати палива. Досягнення високих властивостей міцності алюмінієвих сплавів найчастіше йде на шкоду їх технологічності. В даний час розробляються нові сплави, що мають істотно більш високі характеристики, технологічність і надійність. Впровадження таких сплавів дозволить не тільки підвищити надійність і ресурс конструкції, але і знизити їх вагу і металоємність [1-3].

    Метою роботи є удосконалення режимів процесу прямого гарячого пресування довгомірних виробів зі сплавів на основі алюмінію, які додатково леговані скандієм з урахуванням попередньої гомогенізаційної деформаційної обробки (вільна осадка + протяжка).

    У зв’язку із тим, що обрані алюмінієві сплави відносяться до групи термічно не зміцнюємих сплавів – обробка тиском є єдиним способом його зміцнення. Однак попередньо визначені граничні умови деформування вказують на неможливість проведення процесу пресування з високими коефіцієнтами деформації [4-5]. Одним із напрямків вирішення цієї задачі є використання попередньої обробки тиском вихідної заготовки (операції вільного кування та протягування), що дозволить зменшити поперечну неоднорідність вихідної заготовки та підвищити її механічні властивості [6-7]. Однак досі не було розроблено рекомендацій щодо застосування вказаних способів деформування для отримання необхідних параметрів.

    Проведений в роботі порівняльний аналіз умов деформації в процесі прямого гарячого пресування, а саме максимальної сили та температури, показує, що як і передбачалося, попередня деформаційна обробка, котра виступає у вигляді гомогенізаційної, призводить до поліпшення умов деформування (рисунок 1-2). При цьому встановлено, що:

    • максимальна сила пресування знижується на 50-70%, у порівнянні із традиційною схемою пресування із литої заготовки;
    • максимальна температура розігріву металу, в процесі порівняльного аналізу, значно не змінюється, що говорить о незначимості впливу попередньої обробки на вказаний параметр. При цьому, на всіх етапах досліджень максимальна температура металу не досягає критичних величин і знаходиться в діапазоні Тмакс=380-430 ºС, що повинно призводити до максимального ефекту зміцнення металу після деформації.

     

    Снижение массы транспортных средств в машиностроении отрасли является актуальным направлением повышения массы полезного груза и снижение расхода топлива. Достижение высоких прочностных свойств алюминиевых сплавов чаще всего идет в ущерб их технологичности. В настоящее время разрабатываются новые сплавы, которые имеют существенно более высокие характеристики, технологичность и надежность. Внедрение таких сплавов позволит не только повысить надежность и ресурс конструкции, но и снизить их вес и металлоемкость [1-3].

    Целью работы является совершенствование режимов процесса прямого горячего прессования длинномерных изделий из сплавов на основе алюминия, которые дополнительно легированные скандием с учетом предыдущей гомогенизационной деформационной обработки (свободная осадка + протяжка).

    В связи с тем, что выбранные алюминиевые сплавы относятся к группе термически неупрочняемых сплавов - обработка давлением является единственным способом их упрочнения. Однако предварительно определенные граничные условия деформирования указывают на невозможность проведения процесса прессования с высокими коэффициентами вытяжки [4-5]. Одним из направлений решения этой задачи является использование предварительной обработки давлением исходной заготовки (операции свободной ковки и протяжки), что позволит уменьшить поперечную неоднородность исходной заготовки и повысить ее механические свойства [6-7]. Однако, до сих пор не было разработано рекомендаций по применению указанных способов деформирования для получения необходимых параметров.

    Проведенный в работе сравнительный анализ условий деформации в процессе прямого горячего прессования, а именно максимальной силы и температуры, показывает, что, как и предполагалось, предварительная деформационная обработка, которая выступает в виде гомогенизационной, приводит к улучшению условий деформирования (рисунок 1-2). При этом установлено, что:

    • максимальная сила прессования снижается на 50-70%, по сравнению с традиционной схемой прессования из литой заготовки [8];
    • максимальная температура разогрева металла значительно не меняется, что говорит о незначимости влияния предварительной обработки на указанный параметр. При этом на всех этапах исследований максимальная температура металла не достигает критических величин и находится в диапазоне Тмакс = 380-430 °С, что должно приводить к максимальному эффекту упрочнения металла после деформации.

     

     

    Ссылки на литературу

    1. Алюминиевые сплавы. Выпуск 6. Свариваемые сплавы / сб. статей под ред. Фридляндера И.Н.. – М.: Металлургия, 1969. – 180 с., ил.
    2. J. Royset. Kinetics and mechanisms of precipitation in an Al-0.2WT.% Sc alloy / J. Royset, N. Ryum // Mater. Sci. Eng. – 2005. – V. 396. – P. 409-422.
    3. Авіаційно-космічні матеріали та технології / [Богуслаєв В.О., Качан О.Я., Калініна Н.Є. та інш.]. – Запоріжжя: ВАТ «Мотор-Січ»,  2009. – 383 с
    4. Андреєв В. В. Дослідження граничних умов деформації сплаву системи Al-Mg-Sc / В. В. Андреєв, О. М. Головко, О. В. Бондаренко // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2011. – № 7 (272). – С. 74-78.
    5. Research of deformation ability of Al-based alloy of system Al-Mg-Sc / A. N. Golovko, V. V. Andreiev, V. V. Boyarkin [and other] // HUTNIK. WIADOMOSCI HUTNICZE. – 2012. – Tom LXXIX. - №5. – P. 312-315.
    6. Приходько М. В. Дослідження впливу гомогенізації на структурні зміни в алюмінієвому сплаві Al-Mg-Mn-Sc / [М. В. Приходько, В. В. Андреєв, О. Ф. Леднянський, О. В. Бондаренко] // Пластическая деформация металлов: сб. научн. трудов в 2-х томах. – Т. 2. – 2014. – С. 237-241
    7. Чухліб В.Л. Дослідження впливу осадки і протяжки на механічні властивості та структуру поковок / В.Л. Чухліб, В.О. Гринкевич, А.В. Ашкелянець, Д.С. Олійник, А.І. Старосек // Вісник Національного технічного університету України «ХПІ», 2013, № 42. – с. 205-209.
    8. Андреев В. В. Теоретическое определение деформационных и энерго-силовых параметров процесса прессования труб из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Sc / В. В. Андреев, С. М. Беляев, А. С. Кузьмин // Обработка материалов давлением. Сборник научных трудов. – 2011. – № 3 (28). – С. 54-58

    Комментарии (0)

    Оставить комментарий

    Please login to leave a comment.