Прогнозирование разрушения баббита Б83 при равноканальном угловом прессовании методом компьютерного моделирования

А.Х. Валеева, А.Х. Ахунова, И.Ш. Валеев показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 13 февраля 2018; Исправлена: 19 марта 2018; Принята: 20 марта 2018
Цитирование: А.Х. Валеева, А.Х. Ахунова, И.Ш. Валеев. Прогнозирование разрушения баббита Б83 при равноканальном угловом прессовании методом компьютерного моделирования. Письма о материалах. 2018. Т.8. №2. С.165-168
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-2-165-168

Аннотация

Конечно-элементное моделирование, выполненное в программном продукте DEFORM-2D, достаточно точно прогнозирует характер разрушения при равноканальном угловом прессовании заготовки из баббита Б83 с различной микроструктурой.Для формирования ультрамелкозернистой структуры в металлах и сплавах используются методы интенсивной пластической деформации (ИПД), приводящие к существенному изменению физических и механических свойств материалов. Поскольку накапливаемые в ходе такой обработки деформации велики, материал заготовки, исчерпав способность к деформированию, начинает разрушаться. Цель данной работы заключается в прогнозировании разрушения при равноканальном угловом прессовании (РКУП) заготовки из баббита Б83 с различной микроструктурой на основании результатов конечно-элементного моделирования. В качестве материала исследования был использован баббит Б83 (11% Sb, 5,5% Cu, остальное – Sn, вес.%), полученный обычным литьем в кокиль при различной скорости кристаллизации. Изменение скорости кристаллизации позволяло получить микроструктуры с различными размерами интерметаллидных фаз. Оснастка для РКУП состояла из матрицы с вертикальным и горизонтальным каналами, пересекающимися под прямым углом, и пуансона, находящегося в вертикальном канале матрицы. РКУП осуществляли при комнатной температуре, деформировали пруток квадратного поперечного сечения 9,7 х 9,7 мм и длиной 60,0 мм. Скорость перемещения пуансона составляла 1 мм/мин. Компьютерное моделирование выполняли в двухмерной постановке с помощью пакета прикладных программ DEFORM–2D. Строили модель вышеописанной оснастки и образца. Проводили сравнение данных компьютерного моделирования и натурного эксперимента. Результаты исследования показали, что методика расчета поврежденности металла Кокрофта-Лейтэма, установленная в указанном программном комплексе, позволяет с достаточной точностью прогнозировать характер разрушения образцов из баббита Б83 с различной структурой при РКУП.

Ссылки (25)

1. N. I. Noskova, R. R. Muluykov. Submicrocrystalline and nanocrystalline metalls and alloys. Yekaterinburg, Urals Branch of the Russian Academy of Sciences (2003) 279 p. (in Russian). [Н. И. Носкова, Р. Р. Мулюков. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. Екатеринбург, Уральское отделение РАН (2003) 279 с.].
2. A. P. Zhilyaev, A. I. Pshenichnyuk. Superplasticity and grain boundaries in ultrafine materials. Moscow, FIZMATLIT (2008) 320 p. (in Russian) [А. П. Жиляев, А. И. Пшеничнюк. Сверхпластичность и границы зерен в ультрамелкозернистых материалах. Москва, ФИЗМАТЛИТ (2008) 320 с.].
3. А. P. Zhilyaev, T. G. Langdon. Prog. Mat. Sci. 53, 893 (2008). Crossref
4. E. G. Astafurova, G. G. Zakharova, E. V. Naydenkin, G. I. Raab, P. D. Odessky, S. V. Dobatkin. Letters on materials. 1(4), 198 (2011). (in Russian) [Е. Г. Астафурова, Г. Г. Захарова, Е. В. Найденкин, Г. И. Рааб, П. Д. Одесский, С. В. Добаткин. Письма о материалах. 1(4), 198 (2011).]. Crossref
5. Yuechen Dun, V. D. Sitdikov, I. V. Aleksandrov, J. T. Vang. Letters on materials. 3(2), 169 (2013) (in Rusian). [Юечэн Дун, Ситдиков В. Д., Александров И. В., Ванг Дж. Т. Письма о материалах. 3(2), 169 (2013).]. Crossref
6. E. V. Avtokratova, O. E. Mukhametdinova, O. Sh. Sitdikov, M. V. Markushev, S. V. S. N. Murty, M. J. N. V. Prasad, B. P. Kashyap. Letters on materials. 4(2), 93 (2014). Crossref
7. S. Sabbaghianrad, T. G. Langdon. Letters on materials. 5(3), 335 (2015). Crossref
8. M. Kawasaki, R. B. Figueiredo, T. G. Langdon. Letters on materials. 5(3), 233 (2015). Crossref
9. E. Avtokratova, O. Sitdikov, M. Markushev. Letters on materials. 5(3), 319 (2015). Crossref
10. E. I. Fakhretdinova, E. V. Bobruk, G. Yu. Sagitova, G. I. Raab. Letters on materials. 5(2), 202 (2015). (in Rusian) [Э. И. Фахретдинова, Е. В. Бобрук, Г. Ю. Сагитова, Г. И. Рааб. Письма о материалах 5(2), 202 (2015).]. Crossref
11. M. Demirtas, G. Purcek, H. Yanar, Z. J. Zhang, Z. F. Zhang. Letters on materials. 5(3), 328 (2015). Crossref
12. G. R. Khalikova, G. F. Korznikova, V. G. Trifonov. Letters on materials. 7(1), 3 (2017). (in Russian) [Г. Р. Халикова, Г. Ф. Корзникова, В. Г. Трифонов. Письма о материалах. 7(1), 3 (2017).]. Crossref
13. A. Kh. Valeeva, I. Sh. Valeev, R. R. Mulyukov, R. Khisamov. Letters on materials. 6(4), 347 (2016). (in Russian) [А. Х. Валеева, И. Ш. Валеев, Р. Р. Мулюков, Р. Х. Хисамов. Письма о материалах. 6(4), 347 (2016).]. Crossref
14. L. G. Korshunov, N. I. Noskova, A. V. Korznikov, N. L. Chernenko, N. F. Vil’danova. The Physics of Metals and Metallography. 108, 519 (2009).
15. N. I. Noskova, L. G. Korshunov, A. V. Korznikov. Metal Science and Heat Treatment. 50, 593 (2008).
16. A. Kh. Akhunova, A. Kh. Valeeva, I. Sh. Valeev. BPMS 14(3), 322 (2017). (in Russian) [Ахунова А. Х., Валеева А. Х., Валеев И. Ш. ФПСМ. 14(3), 322 (2017).].
17. A. V. Botkin, R. Z. Valiev, S. V. Dubinina, G. I. Raab, P. S. Stepin. Vestnik of NMSTU. 4, 38 (2011). (in Russian) [Боткин А. В., Валиев Р. З., Дубинина С. В., Рааб Г. И., Степин П. С. Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 4, 38 (2011).].
18. I. Sh. Valeev, A. Kh. Valeeva, A. Kh. Akhunova. Letters on Materials. 7(3), 292 (2017). (in Russian) [Валеев И. Ш., Валеева А. Х., Ахунова А. Х. Письма о материалах. 7(3), 292 (2017).]. Crossref
19. V. L. Kolmogorov. Mechanics of metal working with pressure: a textbook for high schools. 2nd ed. Ekaterinburg, Publishing House of the USTU-UPI (2001) 836 p. (in Russian) [Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. Екатеринбург, УГТУ - УПИ (2001) 836 с.] ISBN 5-321-00050-6.
20. M. G. Cockcroft, D. J. Latham. J. Inst.Metals. 96, 33 (1968).
21. R. Hambli, M. Reszka. Int. J. Mech. Sci. 44, 1349 (2002).
22. N. Ogawa, M. Shiomi, K. Osakada. Int. J. Mach. Tools Manuf. 42, 607 (2002).
23. A. V. Botkin, R. Z. Valiev, P. S. Stepin, A. Kh. Baimukhametov. Deformation and destruction of materials. 7, 17 (2011). (in Russian) [Боткин А. В., Валиев Р. З., Степин П. С., Баймухаметов А. Х. Деформация и разрушение материалов. 7, 17 (2011).].
24. F. A. Sadykov, N. P. Barykin, I. Sh. Valeev. Physics and chemistry of materials treatment. 2, 86 (2001). (in Russian) [Садыков Ф. А., Барыкин Н. П., Валеев И. Ш. Физика и химия обработки материалов. 2, 86 (2001).].
25. F. A. Sadykov, N. P. Barykin, I. Sh. Valeev. Strength of Materials. 34(2), 196 (2002).

Другие статьи на эту тему