Введение к работе
Актуальность темы. Традиционные способы изготовления деталей из титановых сплавов обладают низкой эффективностью в силу присущих им технологических свойств: узкого диапазона пластического деформирования, низкой пластичности при комнатной температуре, высоких остаточных напряжений. Поэтому возникают задачи изменения механических свойств, в частности увеличения пластичности для проведения операций обработки давлением, снятия остаточных напряжений по окончанию формообразования деталей и т.д. Традиционно эти задачи решаются применением термической обработки. Предлагаемая работа посвящена разностороннему исследованию эффектов, сопровождающих интенсификацию формообразования применением электроимпульсной обработки (ЭИО). В работе приводятся экспериментальные данные и научные гипотезы, объясняющие влияние параметров ЭИО на величину и характер электропластического эффекта, а также представлены найденные оптимальные режимы и рекомендации по их практическому применению. Для исследования были выбраны титановые сплавы ВТ20 и ОТ4, как сплавы, широко применяемые при изготовлении элементов летательных аппаратов.
Цель работы - определить механизм структурных изменений в конструкционных титановых сплавах, происходящих при их электропластической деформации и разработать рекомендации по оптимизации ЭИО сплавов ВТ20 и ОТ4.
Реализация поставленной цели требует решения следующих задач:
-
Провести анализ известных публикаций в научно-технической литературе соответствующей тематики по вопросам практического применения электропластического эффекта (ЭПЭ) и его теоретического обоснования.
-
Модернизировать и дооснастить базовую испытательную установку ИМАШ АЛА-ТОО для обеспечения экспериментальных исследований ЭПЭ с широким спектром контролируемых параметров.
-
Исследовать явление ЭПЭ на модельных образцах из конструкционных титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 при их электроимпульсной обработке (ЭИО).
4. Определить влияние ЭИО на следующие контролируемые параметры:
-величину и стадии ЭПЭ по изменениям мгновенных значений
механических характеристик образцов; -изменения микроструктуры сплавов с помощью метода акустической эмиссии (АЭ), как инструмента контроля кинетики тонких структурных процессов;
POQ. НАЦИОНАЛЬНА* і БИБЛИОТЕКА і
СПетерЬгрт д-&И
-изменения характерных механических свойств образцов, подвергавшихся ЭИО, таких как предел упругости, прочность, пластичность и т.п.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-теоретически обосновано и экспериментально доказано, что импульсы электрического тока вызывают переход дислокаций с высоких энергетических уровней на более низкие энергетические уровни, вследствие чего изменяются физико-механические свойства металла;
-экспериментально показано, что увеличение плотности электрического тока приводит к уменьшению сопротивления металлов деформированию.
Практическая значимость работы:
-создан испытательный комплекс для изучения физико-механических
процессов, сопровождающих ЭИО, в лабораторных условиях с
применением метода АЭ; -экспериментально получены критерии оптимизации режимов ЭИО
титановых сплавов ВТ20 и ОТ4; -разработаны технологические рекомендации по использованию ЭИО
при формообразовании деталей из титановых сплавов давлением.
Реализация работы заключается во внедрении на Комсомольском -на - Амуре авиационном производственном объединении технологических рекомендаций по использованию ЭИО.
Апробация работы проводилась на следующих научно- технических и научно-практических конференциях и симпозиумах: -Международная научная конференция «Синергетика 2000.
Самоорганизующиеся процессы в системах и технологиях»,
Комсомольск-на-Амуре, 2000г.; -Всероссийская научно-техническая конференция «Материалы и
технологии XXI века», Пенза, 2001г.; -1-я Евразийская научно-практическая конференция «Прочность
неоднородных структур», Москва, 2002г.; -5-ое Собрание материаловедов России, Краснодар, 2001г.; -Международная конференция «Слоистые композиционные материалы -
2001», Волгоград, 2001г.; -The Sixth Sino-Russian International Symposium on New Materials and
Technologies, Beijing, China, October 2001;
-III Международная конференция "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (MPFP) на базе 41 Международного семинара "Актуальные проблемы прочности", Тамбов, 2003г.;
—International Workshop «Mesomechanics: Fundamentals And Applications», Tomsk, Russia, August 2003;
-VII Российско-китайский Симпозиум «Новые материалы и технологии», Агой, 2003г.
Публикации результатов диссертационной работы осуществлены в 11 научных статьях и докладах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих результатов и выводов по работе, списка использованной литературы, приложений. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 80 рисунков, 7 таблиц, список использованной литературы из 140 наименований, 27 страниц приложений.
Выражаю благодарность и глубокую признательность консультанту по научным и техническим вопросам кандидату технических наук, доценту Крупскому Роману Фаддеевичу.
