Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Анализ схемы неравноканального углового выдавливания применительно к получению листового магния в холодном состоянии

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-1-59-66

Полный текст:

Аннотация

Выполнена оценка схем деформации прокатки, равноканального углового прессования и неравноканального углового прессования. Отмечено, что при прокатке затруднителен перевод заготовки круглого сечения в прямоугольное сечение с малой толщиной. Эту проблему не удается решить также применением равноканального углового прессования. В связи с этим предложено применять для проработки литой структуры магния схему неравноканального углового прессования. Описана методика эксперимента, основанная на холодном выдавливании цилиндров диаметром 42 мм и высотой 40 мм. Полоса на выходе имела ширину 40 мм и толщину 1 мм. Определенное через соотношение площадей относительное обжатие материала заготовки составило 96 % при коэффициенте вытяжке 17. Удельные давления на пуансоне в начале процесса выдавливания составляли 1200—1300 МПа, а усилие выдавливания находилось в пределах 1670—1800 кН. Листовую заготовку разрезали на мерные длины, которые прокатывали при комнатной температуре в фольги толщиной 50 и 10 мкм без промежуточных отжигов. Прокатку осуществляли на стане Дуо с относительными обжатиями 12—20 % при средней скорости 0,1 м/c. Для изготовления фольги толщиной 50 мкм было выполнено 20 проходов с суммарным относительным обжатием 95 %. Результаты компьютерного моделирования методом конечных элементов показали, что постоянное значение степени деформации достигается на довольно значительном расстоянии от переднего торца, которое оценено как 50-кратная толщина полосы. С помощью расчета поля скоростей деформации определена конфигурация очага деформации. Проведена оценка энергетических затрат. В результате выполненного комплекса расчетных и экспериментальных работ было установлено следующее: за одну операцию при комнатной температуре удается изготовить из цилиндрической литой магниевой заготовки тонкую листовую заготовку, которая обладает уровнем пластичности, достаточным для последующей листовой прокатки. Полученная в предлагаемом процессе листовая заготовка имеет высокий уровень проработки пластической деформацией, что создается за счет схемы формоизменения с наличием высокого уровня деформаций удлинения и сдвига. Несмотря на высокий уровень давлений, которые приходится применять для создания схемы всестороннего сжатия, с учетом отсутствия необходимости нагрева заготовки, энергетические затраты оказываются не выше, чем в традиционных процессах обработки.

Об авторах

Ю. Н. Логинов
Уральский федеральный университет (УрФУ) им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; Институт физики металлов им. М.Н. Михеева, УрО РАН
Россия

Доктор технических наук, профессор кафедры обработки металлов давлением Института новых материалов и технологий УрФУ, старший научный сотрудник ИФМ УрО РАН.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 28; 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18



А. Ю. Волков
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева, УрО РАН
Россия

Доктор технических наук, заведующий лабораторией прочности ИФМ УрО РАН.

Екатеринбург



Б. И. Каменецкий
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева, УрО РАН
Россия

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории прочности ИФМ УрО РАН.

Екатеринбург



Список литературы

1. Powell B.R., Krajewski P.E., Luo A.A. Magnesium alloys for lightweight powertrains and automotive structures. In: Materials, design and manufacturing for lightweight vehicles. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2010. P. 114-173.

2. Barnett M.R. Forming of magnesium and its alloys. In: Fundamentals of magnesium alloy metallurgy. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2013. P. 197-231.

3. Рохлин Л.Л. Актуальные проблемы металловедения и применения магниевых сплавов. Цвет. металлы. 2006. No. 5. С. 62-66.

4. Hadadzadeh A., Wells M.A. Analysis of the hot deformation of ZK60 magnesium alloy. J. Magnesium Alloys. 2017. Vol. 5 (4). P. 369-387.

5. Mehtedi M.E., Dorazio A., Forcellese A., Pieralisi M, Si-moncini M. Effect of the rolling temperature on hot formability of ZAM100 magnesium alloy. Procedia CIRP. 2018. Vol. 67. P. 493-497.

6. Guo L, Fujita F. Modeling the micro structure evolution in AZ31 magnesium alloys during hot rolling. J. Mater. Process. Technol. 2018. Vol. 255. P. 716-723.

7. Zhi C, Ma L., Huang Q, Huang Z., Lin J. Improvement of magnesium alloy edge cracks by multi-cross rolling. J. Mater. Process. Technol. 2018. Vol. 255. P. 333339.

8. Логинов Ю.Н., Буркин С.П., Сапунжи В.В. Изучение упрочнения и разупрочнения магния с учетом анизотропии свойств. Изв. вузов. Цвет. металлургия. 1999. No. 6. С. 42-46.

9. Kamenetskii B.I., Loginov Y.N., Kruglikov N.A. Possibilities of a new cold upsetting method for increasing magnesium plastification. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2017. Vol. 58 (2). P. 124-129.

10. Volkov A.Y., Kliukin I.V. Improving the mechanical properties of pure magnesium through cold hydrostatic extrusion and low-temperature annealing. Mater. Sci. Eng. A. 2015. Vol. 627. P. 56-60.

11. Agnew S.R., Duygulu O. A mechanistic understanding of the formability of magnesium: Examining the role of temperature on the deformation mechanisms. Mater. Sci. Forum. 2003. Vol. 419-422 (I). P. 177-188.

12. Myshlyaev M.M., McQueen H.J., Mwembela A., Konople-va E. Twinning, dynamic recovery and recrystallization in hot worked Mg-Al-Zn alloy. Mater. Sci. Eng. A. 2002. Vol. 337 (1-2). P. 121-133. DOI: 10.1016/S0921-5093(02)00007-2.

13. Dobatkin S.V, Rokhlin L.L., Dobatkina T.V., Timofeev V.N., Nikitina N.I., Popov M.V, Estrin Y., Lapovok R. Structure and properties of Mg-Al-Ca alloy after severe plastic deformation. Mater. Sci. Forum. 2008. Vol. 584-586. Pt. 1. P. 559-564.

14. Vinogradov A., Orlov D, Danyuk A., Estrin Y. Effect of grain size on the mechanisms of plastic deformation in wrought Mg-Zn-Zr alloy revealed by acoustic emission measurements. Acta Mater. 2013. Vol. 61. No. 6. P. 20442056.

15. Cizek J., Prochazka I., Smola B., Stulikova I., Kuzel R., Matej Z., Cherkaska V., Islamgaliev R.K., Kulyasova O. Microstructure and thermal stability of ultra fine grained mg and Mg-Gd alloys prepared by high-pressure torsion. Mater. Sci. Forum. 2005. Vol. 482. P. 183-186.

16. Kulyasova O.B., Raab G.I., Islamgaliev R.K. Effect of the conditions of severe plastic deformation on the microstructure and mechanical properties of AM60 magnesium alloy. Russ. metallurgy (Metally). 2004. Vol. 1. P. 89-93.

17. Скрябина Н.Е., Аптуков В.Н., Романов П.В., Фрушар Д. Применение метода сеток при изучении процессов равноканального углового прессования магниевых сплавов. Вестн. Перм. нац. иссл. политехн. ун-та. Механика. 2015. No. 3. С. 133-145.

18. Suwas S., Gottstein G., Kumar R. Evolution of crystallographic texture during equal channel angular extrusion (ECAE) and its effects on secondary processing of magnesium. Mater. Sci. Eng. A. 2007. Vol. 471 (1—2). P. 1—14.

19. Lei W., Guo H., Liang W Microstructure and mechanical properties of pure magnesium after one-pass equal channel angular pressing at room temperature. Harbin Gong-cheng Daxue Xuebao (J. Harbin Eng. Univ.). 2017. Vol. 38 (2). P. 309—312.

20. Логинов Ю.Н., Буркин С.П. Оценка неравномерности деформаций и давлений при угловом прессовании. Кузнеч.-штамп. пр-во. Обраб. материалов давлением. 2001. No. 3. С. 29—34.

21. Huang Z, Wu X., Fu W Effect of homogenization treatment on microstructure and properties of AZ31B magnesium alloy casting slab. Jinshu Rechuli (Heat Treat. Met.). 2014. Vol. 39 (10). P. 116—117.

22. Martynenko N.S., Lukyanova E.A., Serebryany V.N., Gor-shenkov M.V, Shchetinin I.V, Raab, G.I., Dobatkin S.V, Estrin Y. Increasing strength and ductility of magnesium alloy WE43 by equal-channel angular pressing. Mater. Sci. Eng. A. 2018. Vol. 712. P. 625—629.

23. Полищук Е.Г, Жиров Д.С., Вайсбурд Р.А. Система расчета пластического деформирования РАПИД. Кузнеч.-штамп. пр-во. 1997. No. 8. С. 16—19.

24. Логинов Ю.Н., Буркин С.П. Энергосбережение в процессах прессования. Цвет. металлы. 2002. No. 10. С. 81—87.

25. Chen X.M., Li L.T, Chen W.Z, Zhang W.C., Wang E.D. Fine-grained structure and recrystallization at ambient temperature for pure magnesium subjected to large cold plastic deformation. Mater. Sci. Eng. A. 2017. Vol. 708. P. 351—359.

26. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин А.М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983.


Для цитирования:


Логинов Ю.Н., Волков А.Ю., Каменецкий Б.И. Анализ схемы неравноканального углового выдавливания применительно к получению листового магния в холодном состоянии. Известия вузов. Цветная металлургия. 2019;(1):59-66. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-1-59-66

For citation:


Loginov Y.N., Volkov A.Y., Kamenetsky B.I. Analysis of non-equal-channel angular pressing scheme applied for obtaining magnesium sheet in cold state. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2019;(1):59-66. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-1-59-66

Просмотров: 53


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