Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важнейших проблем механики де-'формируемого твердого тела является исследование поведения конструкций ц деталей за пределами угругости. Особый интерес представляет изучение возможностей пластическою деформирования титановых сплавов без разрушения и образования дефектов.
По сравнению с алюминиевыми сплавами и сталями титановые сплавы обладают более высокими характеристиками удельной и усталостной прочности, высокой коррозионной стойкостью, отличаются возможностью эффективного использования в условиях повышенных температур, что делает их незаменимым материалом в конструкциях трубопроводов различных систем. Традиционные способы изготовления деталей трубопроводов из титановых сплавов обладают низкой эффективностью в силу . присущих им технологических свойств: узкого диапазона пластического деформирования, низкой пластичности при комнатной температуре, высоких остаточных напряжений, возникающие в процессе деформирования. Улучшение пластичности возможно при использовании термической интенсификации, но ее применение сопровождается усиленным газопасыше-нием поверхностных слоев, что снижает технико-экономические показатели roTOBEjx деталей.
Возникает необходимость использования новых эффективных способов изготовления деталей, одним из которых является электроимнульс-цая обработка (ЭИО), исключающая длительный нагрев чаї отопки и обеспечивающая пластификацию металла за малые промежутки времени. Положительными эффектами являются также ликвидация дефектов структуры материала, повышение термодинамической стабильности меіаллов, уменьшение анизотропии металлов и уровня острточных напряжений повышение конструкционной прочности и выносливости.
Таким образом, актуальность работы, которая выполнялась в cooi-ветствин с программой Мнноборонпрома І'Ф (1996 г.) «Исследование isos-можносгей элсктронмпульсного'возденсгвня при создании '")Г(ы\ высокоэффективных методов штамповки, сварки, диффузионных нокрі піп для увеличения предельной пдасінчпостн ірушодефор ..iipveuux металлов і! сплавов, др\гн\ показателей прочносш и пдасшчпосш, }ве.іпчеінні ресурса н "корротонне" сюіііч'оеіп коїісіриспіїй и пне і р) мошон», обммон.іепа решенном ь,і,.;ііі)іі іі.ііщ ііі()-\()пііісіиеініоіі їй іачп сшы.-ёпп.ч ір\.іосикосіп
пзгоюшіснпя легален трубопроводных систем, улучшения их качества it эксплуатационных характеристик.
Цель работы: разрабоїка, исследование и промышленное внедрение процессов деформирования тр>бпых заготовок из титановых сплавов с применением элсктроимпудьсного воздействия (ЭИВ), позволяющего существенно повысить предельные возможности формоизменения, снизить трудоемкость изготовления деталей, повысить их качество и эксплуатационные характеристики.
Научная новизна работы заключается в следующем:
получены новые эмпирические зависимости, описывающие изменение физико-механических характеристик трубных заготовок из титановых сплавов ОТ4-І и ІІТ7М при различных режимах ЭИО на разных этапах процесса деформирования;
оптимизированы режимы энергетического и силового воздействия па трубную заготовку, необходимые для достижения эффекта электронм-пульспой пластификации в процессе ее деформирования по жесткому пуансону с целью расширения технологических возможностей:
разработаны и исследованы новые схемы деформирования трубных заготовок из титановых сплавов ОТ4-І и ПТ7М при различных условиях введения импульсов тока.
Практическая значимость работы заключается в следующем: разработаны и внедрены технологические рекомендации по использованию ЭИО при деформировании трубных заготовок из титановых сплавов, обеспечивающей повышение предельных возможностей формоизменения, улучшение эксплуатационных свойств получаемых деталей и снижение трудоемкости их изготовления;
на уровне изобретении предложены способ и конструкции устройств ;шя деформирования трубных загоювок, позволяющие осуществ-ляп. введение импульсного электрического тока в заготовку в процессе деформирования:
раірабоїана'технология изготовления элементов трубопроводных спс і ем. позволяющая снизить себестоимость за счел сокращения объема ппамповой оснастки при уменьшении количества переходов для зпачн-іслмімх степеней формоизменения;
предложены нсрспскшвныс направления и схемы использования "НЮ для лрчіи.х формообразующих операций.
Реализация результатов работы. Результаты проведенных исслс-допажш кашли применение и промышленности. Экономический эффект от внедрения на Комсомольском-на-Лмуре авиационном производственном объединении технологических рекомендаций но использованию электроимпульсного воздействия при деформировании трубных заготовок из титановых сплавов составил пятьдесят миллионов рублей в пенах 1996 г.
Апробации работы. Основные результаты работы были доложены на международном научно-техническом симпозиуме «Наукоемкие технологии и проблемы их внедрения па машиностроительных и металлургически* предприятиях Дальнего Востока» (Комсомольск-на-Амуре, 1994 г.), на ІУ Международной конференции «Дейстпче электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» (Воронеж, 1996 г.), на научно-технических семинарах-КнАГТУ (1992-1996 гг.).
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 4 научных статьях и докладах, получен 1 патент на изобретение и 2 положительных решения на выдачу патента на изобретение.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, списка литературы и приложения.
Работа изложена на 110 стр. машинописного текста, содержит 48 рисунков, К) таблиц, ечнеок литературы из 125 наименований, приложение їм 1 стр., всего 145 стр.