Численное исследование эволюции микроструктуры никелевого сплава в процессе горячей пластической обработки
Автор: Роговой Анатолий Алексеевич, Салихова Нелли Камилевна
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.12, 2019 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается операция горячей обработки давлением массивной заготовки, в процессе которой происходит осадка до заданного технологией диаметра при средней осевой деформации в 32,5%. Материалом заготовки является жаропрочный никелевый сплав Waspalloy, широко использующийся в авиационной промышленности. Структурное состояние деформированного сплава, а следовательно, и его механические свойства зависят от многих факторов: степени деформации, скорости деформирования, рекристаллизации сплава в ходе деформации. Поэтому требуется комплексное изучение процесса пластического течения материала и влияния на его характеристики параметров деформирования. В работе представлены результаты численного исследования деформированного и температурного состояний заготовки в процессе свободной осадки, что позволило проанализировать изменение микроструктуры никелевого сплава при пластическом деформировании с разными скоростями осадки (50 и 100 мм/c). Определены изменения формы боковой поверхности заготовки и усилия, требуемые для осуществления процесса...
Горячая пластическая обработка, эволюция микроструктуры, динамическая рекристаллизация, модель джонсона-мела-аврами-колмогорова, напряженно-деформированное и тепловое состояния, свободная осадка, никелевый сплав
Короткий адрес: https://sciup.org/143168901
IDR: 143168901 | УДК: 539.5 | DOI: 10.7242/1999-6691/2019.12.3.23
Numerical investigation of the evolution of microstructure of nickel-based alloys during plastic working
The paper considers the process of hot plastic working of a large metal billet, which causes its upsetting to a dimension specified by the manufacturing technique and the average axial deformation of 32.5%. The billet was made of heat-resistant nickel alloy Waspalloy widely used in the aircraft industry. The structural condition of the deformed alloy and, consequently, its mechanical properties depend on many factors: the degree of deformation, the rate of deformation, recrystallization in the process of deformation. This generates a need for a comprehensive study of the plastic flow in the examined material and the influence of the deformation parameters on its characteristics. The paper presents the results of a numerical investigation of the deformation and temperature states of the billet that allowed us to analyze changes occurring in the structure of nickel alloy during plastic deformation at different upsetting rates (50 and 100 mm/s). The shape of billet lateral surface and the forces required to complete the process of free upsetting are calculated as well...
Список литературы Численное исследование эволюции микроструктуры никелевого сплава в процессе горячей пластической обработки
- Горелик С.С., Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: МИСИС, 2005. 432 c.
- Рекристаллизация металлических материалов / Под ред. Ф. Хесснера. М.: Металлургия, 1982. 352 с.
- Паршин В.С., Карамышев А.П., Некрасов И.И., Пугин А.И., Федулов А.А. Практическое руководство к программному комплексу DEFORM-3D. Екатеринбург: УрФУ, 2010. 266 с.
- Семашко М.Ю., Шеркунов В.Г., Чигинцев П.А. Моделирование в среде DEFORM микроструктуры металлических образцов, подвергнутых интенсивной пластической деформации // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2013. № 1. С. 57-61.
- DEFORMТМ Microstructure modeling lab. Scientific Forming Technologies Corporation, 2007. 7 p.
- Прикладная теория пластичности / Под ред. К.М. Иванова. СПб.: Политехника, 2011. 375 с.
- Теория пластических деформаций металлов / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. 598 с.
- Avrami M. Kinetics of phase change. I. General theory // J. Chem. Phys. 1939. Vol. 7. P. 1103-1112.
- Avrami M. Kinetics of phase change. II. Transformation-time relations for random distribution of nuclei // J. Chem. Phys. 1940. Vol. 8. P. 212-224.
- Avrami M. Kinetics of phase change. III. Granulation, phase change, and microstructure // J. Chem. Phys. 1941. Vol. 9. P. 177-184.
- Johnson W.A., Mehl R.F. Reaction kinetics in process of nucleation and growth // Trans. Am. Inst. Min. Met. Eng. 1939. Vol. 135. P. 416-442.
- Srolovitz D.J., Grest G.S., Anderson M.P. Computer simulation of grain growth - V. Abnormal grain growth // Acta Metall. 1985. Vol. 33. P. 2233-2247.
- An D., Pan S., Huang L., Dai T., Krakauer B., Zhu M. Modeling of ferrite-austenite phase transformation using a cellular automation model // ISIJ Int. 2014. Vol. 54. P. 422-429.
- Raabe D. Celluar automata in materials science with particular reference to recrystallization simulation // Ann. Rev. Mater. Res. 2002. Vol. 32. P. 53-76.
- Meccozi V.G., Eiken J., Santofimia M.J., Sietsma J. Phase field modeling of microstructural evolution during the quenching and partitioning treatment in low-allloy steels // Comput. Mater. Sci. 2016. Vol. 112. Part A. P. 245-256.
- DEFORMТМ 3D Version 6.1 (sp2). User's Manual. Scientific Forming Technologies Corporation, 2008. 415 p.
- Алимов А.И., Воронежский Е.В. Математическое моделирование эволюции микроструктуры поковки в процессе термомеханической обработки // Наука и образование. 2011. № 8. 15 с.
