Настоящая работа посвящена исследованию влияния напряженно-деформированного состояния горячекатаного прутка из титанового сплава Ti–39Nb–7Zr на микроструктуру и свойства при ротационной ковке. Ротационная ковка рассматривается как перспективный метод интенсивной пластической деформации, обеспечивающий формирование ультрамелкозернистой структуры, равномерное распределение пластической деформации и улучшение свойств сплава.
Для определения напряженно-деформированного состояния разработана конечно-элементная модель, а именно: произведено полное воссоздание геометрии заготовки, определение материалов и их свойств, генерация сетки конечных элементов, настройка решателя модели и назначение граничных условий и нагрузок. Моделирование проводилось с использованием метода конечных элементов, что позволило учесть сложные трехмерные траектории движения инструментов и распределение деформаций в процессе РК. Механические свойства материала были определены экспериментально и использованы для построения модели упрочнения. При моделировании учитывалось поведение материала при нагреве перед деформацией на температуру 450 °C.
Результаты моделирования показали, что максимальные напряжения в прутке после ротационной ковки достигают 955 МПа в зоне контакта с инструментом. Анализ поперечно-го сечения образца выявил концентрические зоны с равномерным распределением напряже-ний и остаточные продольные сжимающие напряжения 0yy = 200 МПа. Продольное распре-деление напряжений демонстрирует высокие напряжения в зоне контакта ковочного инструмента и градиент напряжений от зоны контакта к периферии образца.
Исследование микроструктуры сплава после ротационной ковки показало наличие значительных пластических деформаций и высокую плотность дислокаций в поверхностной зоне. Микротвердость материала увеличилась до 350 HV в поверхностной зоне, по сравне-нию с 250 HV в центральной части образца. Ротационная ковка приводит к формированию текстуры и анизотропии механических свойств, что подтверждается измерениями модуля упругости, который варьируется от 70 до 90 ГПа по сечению прутка.
Цель работы заключалась в разработке многокомпонентной динамической 3D-модели для моделирования процессов ротационной ковки прутка из титанового сплава Ti–39Nb–7Zr с использованием программного пакета Ansys Mechanical. В качестве материала исследования использовался горячекатаный в β-области пруток из биосовместимого сплава Ti–39Nb–7Zr, произведенный на ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА».
В статье рассматривается влияние циклического отжига высокоуглеродистой стали У10А на изменение её механических свойств, микроструктуры и формы графитных включений для дальнейшей оценки пригодности стали к пластической деформации. Исследована исходная горячекатаная структура стали У10А, состоящая из пластинчатого перлита и графитных включений разной формы, которая обладает недостаточной пластичностью через измеренный параметр относительного удлинения d = 3,4 %. Для увеличения пластичности разработан режим сфероидизирующего циклического отжига на зернистый перлит средним размером 2-5 мкм для снижения прочностных и увеличения пластических характеристик стали. Установлено, что выше представленный отжиг также положительно влияет на изменение формы графитных включений - показано изменение их формы на сферическую, а также уменьшение их размера до 4-8 мкм и равномерное распределение в структуре, что способствует последующей пластической деформации без разрушений. Оценка результатов механических испытаний после пластической деформации прессованием со степенью 65 % отожжённой стали У10А позволяет сделать вывод о возможности получения требуемого временного сопротивления разрыву и твёрдости по ГОСТ 21996-76 для высокопрочных холоднокатаных лент без риска повреждения прокатных валков.
В работе представлены результаты 3D моделирования распределения и накопления дислокаций и малоугловых границ в объеме металлического ГЦК-монокристалла в процессе деформации одноосным сжатием. Расчеты выполнены в модели синтеза дислокационной кинетики и механики деформируемого твердого тела для случаев деформации без учета и с учетом сил торцевого трения. Приведены картины распределения интенсивности пластических деформаций, плотности дислокаций, плотности малоугловых границ в плоскости центрального продольного сечения деформируемого прямоугольного образца. Выявлены три области деформируемого объема кристалла, отличающиеся накоплением деформационных дефектов при наличии сил торцевого трения: торцевая часть кристалла, участки кристалла, прилегающие к свободной поверхности, и центральная часть. Проведена статистическая оценка степени однородности распределения деформационных дефектов в деформируемом объеме.
Данное издание разработано в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 03.06.01 Физика и астрономия (уровень подготовки кадров высшей квалификации) направленность 01.04.07 Физика
конденсированного состояния и является частью учебно-методического комплекса дисциплины «Физика конденсированного состояния». Учебное пособие раскрывает современные представления о дефектах кристаллической структуры, существенно влияющих на прочность и пластичность твердых тел. Особое внимание уделяется элементам теории дислокаций и дисклинаций. Оценена их роль в формировании дефектной структуры реальных кристаллов, в процессах пластической деформации и разрушения материалов.
Учебное пособие предназначено для студентов-аспирантов направления подготовки 03.06.01 Физика и астрономия (уровень подготовки кадров высшей квалификации) направленность
01.04.07 Физика конденсированного состояния и может быть полезно научно-педагогическим работникам образовательных организаций, реализующих основные профессиональные образовательные программы бакалавриата и магистратуры укрупненной группы 03.00.00 Физика и астрономия, слушателям курсов повышения квалификации и научным работникам, изучающих проблемы физики конденсированного состояния.
Также может быть полезно студентам, обучающимся по направлениям подготовки: 44.04.01 Педагогическое образование направленность (профиль) «Технология»; 43.03.01 Сервис (уровень бакалавриата) профиль «Сервис транспортных средств»; 44.03.01 Педагогическое образование (уровень бакалавриата) профиль «Технология»; 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки) с профилем «Технология».
В данной статье представлен обзор существующих технологий формирования неразъемных соединений методами пластического деформирования и их применения на практике. Такие методы все чаще используются для соединения деталей из разнородных материалов. Они позволяют исключить дополнительные материалы или клеи, проводить процесс при комнатной температуре, снизить себестоимость готового изделия при сохранении необходимых технологических и эксплуатационных свойств. Методами пластического деформирования возможно формировать соединения не только компонентов одного вида проката между собой (лист с листом, труба с трубой), но и компонентов из различных видов проката - труба с листом, круг с листом (фланцем). Что позволяет широко использовать методы в разных отраслях промышленности. Каждый метод формирования неразъемного соединения пластическим деформированием имеет свои технологические особенности и рекомендации в применении.
Проведен литературный обзор и некоторые эксперименты, иллюстрирующие изменения состава, структуры и свойств марганцовистых сплавов, обусловленные иерархически согласованными превращениями в системе возбужденных атомов в условиях экстремальных воздействий. Предлагается рассмотрение изменений в системе возбужденных атомов на различных масштабных уровнях, включая ядерные превращения.