Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА ЭП742-ИД В КОНТЕКСТЕ ИНТЕГРИРОВАННОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ И ИНЖИНИРИНГА (IСМЕ) Часть II. Моделирование процесса сжатия образцов и виртуальных заготовок

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-1-43-52

Полный текст:

Аннотация

В части II данной работы сопоставляются результаты моделирования и эксперимента теоретическому условию пластичности Губера–Мизеса в процессе осесимметричной осадки образцов сплава ЭП742-ИД с различным отношением начальных размеров d0/h0. Оценивается влияние начальных размеров на напряженно-деформированное состояние модельных экспериментальных образцов и виртуальных заготовок. Приводятся результаты моделирования процесса осадки цилиндрических образцов (∅15 мм) и заготовок (∅300 мм) жаропрочного никелевого сплава ЭП742-ИД с различным отношением начальных сходственных размеров, обосновывается выбор среднего напряжения и эквивалентной деформации в качестве внутренних факторов, определяющих формирование микроструктуры. Показано, что значения сжимающей осевой компоненты напряжения в центре образцов в условиях начальной пластической деформации 0,2 % более чем в 1,5 раза возрастают с повышением отношения d0/h0. Получены экспериментальные и расчетные значения условного предела текучести, осевого и радиального напряжений при температуре сжатия 1050 °C в зависимости от d0/h0. Проанализировано влияние степени деформации и отношения начальных размеров на распределение среднего напряжения и эквивалентной деформации по радиусу середины высоты меридиального сечения осаживаемых (экспериментальных) образцов (∅15 мм) и виртуальных заготовок (∅300 мм). Изложены общие принципы прогнозирования микроструктуры для решения задач с использованием программных комплексов технологического моделирования при разработке режимов осадки заготовок дисков из жаропрочных никелевых сплавов. Акцентируется внимание на том, что методы моделирования должны быть теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены.

Об авторах

В. К. Носов
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ (НИУ)), Ступинский филиал
Россия

докт. техн. наук, профессор кафедры технологии и автоматизации обработки материалов

(142800, Московская обл., г. Ступино, ул. Пристанционная, 4)



С. А. Кононов
АО «Металлургический завод “Электросталь”»
Россия

канд. техн. наук, зам. ген. директора

(144002, Московская обл., г. Электросталь, ул. Железнодорожная, 1)



А. C. Перевозов
АО «СМК»
Россия

техн. директор

(142800, Московская обл., г. Ступино, ул. Пристанционная, вл. 2)



П. А. Нестеров
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ (НИУ)), Ступинский филиал
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры технологии и автоматизации обработки материалов

(142800, Московская обл., г. Ступино, ул. Пристанционная, 4)



Ю. Ю. Щугорев
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ (НИУ)), Ступинский филиал
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры технологии и автоматизации обработки материалов

(142800, Московская обл., г. Ступино, ул. Пристанционная, 4)



Ю. А. Гладков
OOO «Квантор Форм»
Россия

канд. техн. наук, доцент, рук-ль отдела продаж и сопровождения

(115088, г. Москва, 2-й Южнопортовый проезд, 16, стр. 2)



Список литературы

1. Bolcavage A., Brown P.D., Cedoz R., Cooper N., Deatok C., Hartman D.R., Keskin A., Matlik J.F., Modgil G., Stillinger J.D. Integrated computational materials engineering from a gas turbine engine perspective // Integr. Mater. Manuf. Innov. 2014. Vol. 3. Iss. 1. Art. 13.

2. Panchal J.H., Kalidindi S.R., McDonell D.L. Key computational modeling in integrated computational materials engineering // Comp.-Aided Design. 2013. Vol. 45. P. 4 —2 5 .

3. Allison J., Backman D., Christodoulou L. Integrated computational materials engineering: A new paradigm for the global materials profession // JOM. 2006. Vol. 58. Iss. 11. P. 2 5 —2 7.

4. Allison J. Integrated computational materials engineering: A perspective on progress and future steps // JOM. 2011. Vol. 63. Iss. 4. P. 15—18.

5. Horstemeyer M.F. Integrated computational materials engineering (ICME) for metals. Warrendale: The Minerals, Metals & Materials Society; Hoboken: John Wiley & Sons, 2012.

6. Schmitz G.J., Prahl U. Introduction, in integrative computational materials engineering: Concepts and applications of a modular simulation platform. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2012.

7. QForm — Quantor Form. URL: http://www.qform3d.ru/ products (дата обращения: 01.02.2017).

8. Cowles B.A., Backman D.G., Dutton R.E. Verification and validation of ICME methods and models for aerospace applications // Integr. Mater. Manuf. Innov. 2012. Vol. 1. Iss.1. Art.2.

9. Cowles B.A., Backman D.G., Dutton R.E. Update to recommended best practice for verification and validation of ICME methods and models for aerospace applications // Integr. Mater. Manuf. Innov. 2015. Vol. 4. Iss. 1. Art. 2.

10. The American Society of Mechanical Engineers: Guide for verification and validation in computational solid mechanics. ASME, V&V, 10-2006.

11. Носов В.К., Кононов С.А., Перевозов А.C., Нестеров П.А., Щугорев Ю.Ю., Гладков Ю.А. Реологические свойства сплава ЭП742-ИД в контексте интегрированного вычислительного материаловедения и инжиниринга (IСМЕ). Ч. I. Результаты экспериментальных исследований // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2018. No. 1. С. 30—42.

12. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1978.

13. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977.

14. Масленков С.Б., Кабанов И.В., Масленкова Е.А., Абрамов О.В., Мелькумов И.Н. Влияние температуры и скорости деформирования на пластичность сплава ХН62БМКТЮ // Металловедение и терм. обраб. металлов. 1999. No. 10. C. 21—23.

15. Логунов А.В., Шмотин Ю.Н. Современные жаропрочные никелевые сплавы для дисков газовых турбин (материалы и технологии). М.: Наука и технологии, 2013.

16. Охрименко Я.М., Тюрин В.А. Теория процессов ковки: Учеб. пос. для вузов. М.: Высш. шк., 1977.

17. Бяков Л.И., Владимиров С.А., Шадский А.А. Исследование неравномерности пластической деформации при осадке в области малых степеней деформации // Технол. легких сплавов. 1982. No. 1. C. 25—29.

18. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: Справочник. М.: Металлургия, 1983.

19. Золоторевский В.С. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. 2-е изд. М.: Металлургия, 1983.

20. Бердин В.К., Бердин Н.В., Лукьянов В.В. Упруго-вязкопластическое поведение материала в задачах численного моделирования одноосного сжатия, растяжения и чистого сдвига // Кузнеч.-штамп. пр-во. Обраб. материалов давлением. 2015. No. 3. С. 33—42.

21. Горелик С.С., Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. 3-е изд. М.: МИСИС, 2005.

22. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982.

23. Мекинг Х., Готштейн Г. Возврат и рекристаллизация в процессе деформации. Рекристаллизация металлических материалов. М.: Металлургия, 1982.

24. Subramanian K., Cherukuri H.P. Prediction of microstructure evolution during multi-stand shape rolling of nickelbase superalloys // Integr. Mater. Manuf. Innov. 2014. Vol. 3. Iss. 1. Art. 27.

25. Liu Y.X., Lin Y.C., Li H.B., Wen D.X., Chen X.M., Chen M.S. Study of dynamic recrystallization in Ni-based superalloy by experiments and cellular automation model // Mater. Sci. Eng. 2015. Vol. 626. P. 432—440.

26. Mignanelli P.M., Jones N.G., Perkins K.M., Hardy M.C., Stone H.J. Microstructural evolution of a delta containing nickel-base superalloy during heat treatment and isotherma l forg i n g // Mater. Sci. En g. 2014. Vol. 621. P. 265 —271.

27. Bombac D., Fazaring M., Kugler G., Spajic S. Microstructure development of Nimonic 80A superalloy during hot deformation // Mater. Geoenvironment. 2008. Vol. 55. No. 3. P. 319—328.

28. Gabb T.P., Kantzos P.T., Palsa B., Telesman J., Gayda J., Sudbrack C. Fatigue failure modes of the grain size transition zone in a dual microstructure disk // Superalloys 2012: 12th Intern. symp. (Champion, Pennsylvania, USA, 9—13 Sept. 2012). Pittsburgh, PA: TMS, 2012. P. 6 3 —7 2 .

29. Mitchell R.J., Lemsky J.A., Ramanathan R., Li H.Y., Perkins K.M., Connor L.D. Process development & microstructure & mechanical property evaluation of a dual microstructure heat treated advanced nickel disc alloy // Superalloys 2008: 11th Intern. symp. (Champion, Pennsylv


Для цитирования:


Носов В.К., Кононов С.А., Перевозов А.C., Нестеров П.А., Щугорев Ю.Ю., Гладков Ю.А. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА ЭП742-ИД В КОНТЕКСТЕ ИНТЕГРИРОВАННОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ И ИНЖИНИРИНГА (IСМЕ) Часть II. Моделирование процесса сжатия образцов и виртуальных заготовок. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2018;(1):43-52. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-1-43-52

For citation:


Nosov V.K., Kononov S.A., Perevozov A.S., Nesterov P.A., Shchugorev Y.Y., Gladkov Y.A. Rheological properties of EP742-ID alloy in the context of Integrated Computational Materials Engineering (ICME). Part 2. Modeling the compression process for samples and virtual workpieces. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2018;(1):43-52. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-1-43-52

Просмотров: 147


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)