Забезпечення механічних властивостей гомогенних та структурно-неоднорідних матеріалів при пластичному формоутворенні деталей
| dc.contributor.author | Злочевська, Наталія Костянтинівна | |
| dc.contributor.degreedepartment | механіки пластичності матеріалів та ресурсозберігаючих процесів | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Механіко-машинобудівний інститут | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-19T12:29:59Z | |
| dc.date.available | 2015-11-19T12:29:59Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | The thesis for obtaining a scientific degree of PhD in Engineering at speciality of 05.04.05 – Processes and machines of plastic deformation by pressure. National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2015. The actual scientific and technical problem of the increasing of mechanical properties of homogeneous and structural heterogeneous materials in plastic forming of parts. Theoretical and numerical calculations of helical expanding forging process have been carried out. The relationship of process parameters with the shape of die channel have been found out. The theoretical dependence of distribution of maximum level of accumulated strain intensity in the cross-section of workpiece after the helical expanding forging process which depends of geometrical die parameters. Comparison of theoretical and numerical results has shown that the error doesn’t expands 15-19% after isothermal helical expanding forging process. Experimentally shown that after isothermal helical expanding forging process the limit of durability increases at 18-20% for AK7, 19-24% for alloy 1420, for alloy Zr-1%Nb at 15-17% and for eutectic-reinforced structural heterogeneous material Ті-ТіВn increases at 16-17%. Experimentally was shown the effectiveness of usage of two-state forging of eutectic-reinforced alloy: at first state provides prior breaking up of reinforced phase by the deformation in condition of large shear strain at the second state – forging of blade in conditions near of isothermal/ It was shown that the process realization provides the increasing mechanical conditions relatively to cast structure at 10-16% in lock zone of blade, and at 12-17% in blade body. Results of dissertation have been implemented at industrial enterprises. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.05 – Процессы и машины обработки давлением. - Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2015. Решена актуальная научно-практическая задача повышение механических свойств гомогенных и структурно-неоднородных материалов при пластическом формообразовании деталей. Основной идеей работы, является реализация двухстадийного формирования механических свойств деталей на этапах предварительного формирования мелкокристаллический структуры металла пластическим формованием заготовки, а на втором этапе - штамповка детали из этой заготовки. Разработана математическая модель процесса ГУП, описывающая поле скоростей перемещения материальных частиц в очаге деформаций с использованием пространственно-временной системы координат, что позволило связать параметры процесса деформирования и форму канала матрицы. Полученная теоретическая зависимость распределения максимального уровня накопленной интенсивности деформаций по сечению заготовки после ГУП, который зависит от геометрических параметров матрицы, и не зависит от механических свойств заготовки, вида материала и его структурных характеристик, а определяется кинематическими особенностями течения металла в полости матрицы. На основании численного моделирования в системе CAD/CAE DEFORM – 3D дано подтверждения теоретическим результатам распределение накопленной деформаций по сечению заготовки, погрешность определение не превышает 15-19%. Установлено, что величина накопленной деформации имеет максимальную величину в периферийной зоне, а к центру заготовки снижается, но в меньшей степени, чем при обычном винтовом прессовании. При последующих проходах величина деформации увеличивается, при этом разница относительных значений между центром и периферией уменьшается за счет уширяющей составляющей, то есть сдвиговые деформации развиваются от периферии к центру. Экспериментальные исследования проведены на следующих материалах: однофазный циркониевый сплав системы Zr-Nb; двухфазный литой алюминиевый сплав АК7, двухфазный алюминиево-литьевой сплав 1420, и структурно-неоднородный титановый сплав системы Ti-TiBn. Анализ структуры показал, что в результате деформационной обработки происходит измельчение зерен, а степень измельчения зерен для всех материалов возрастает от центра к периферии пропорционально величине накопленной деформации. Установлено, что в результате пластической деформации происходит измельчение твердой керамической фазы TiBn при этом, размер частиц TiBn уменьшается в 1,5-3,0 раза в слоях близких к периферии и в центральной зоне в 1,1-1,3 раза. Показано, что после изотермического ГУП величина предела прочности повышается после второго цикла обработки: для сплава АК7 на 18-20%; для сплава 1420 на 19-24%; для сплава системы Zr-Nb – на 15-17%; сплава системы Ti-TiBn– на 15-17%. При этом относительное удлинение образцов при одноосном растяжении, не зависит от обработки. Экспериментально показана эффективность использования двухстадийного прессования эвтектически-упрочненных сплавов, при котором на первой стадии обеспечивают предварительное измельчение твердой фазы путем деформирования в условиях больших деформаций сдвига, а на второй стадии - прессование пера лопатки. Показано, что реализация процесса обеспечивает повышение механических свойств по отношению к литой структуре на 10 - 16% в замковой части пера лопатки, а в теле пера лопатки - на 12 - 17%. Анализ структуры показывает, что при деформировании в условиях горячей пластической деформации сжимающие напряжения на поверхности включения способствуют залечиванию микротрещин. Результаты роботы прошли апробацию и внедрены на промышленных предприятиях. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 – Процеси та машини обробки тиском. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2015. Вирішено актуальну науково-практичну задачу підвищення механічних властивостей гомогенних та структурно-неоднорідних матеріалів при пластичному формоутворенні деталей. Виконано теоретичний та чисельний розрахунок процесу ГУП. Встановлено взаємозв’язок параметрів процесу деформування заготовок з формою каналу матриці. Отримана теоретична залежність розподілу максимального рівня накопиченої інтенсивності деформацій по перерізу заготовки після ГУП, який залежить від геометричних параметрів матриці. Порівняння теоретичних та чисельних розрахунків показало, що похибка не перевищує 15-19%. Експериментально показано, що після ізотермічного ГУП величина границі міцності підвищується для сплаву АК7 на 18-20%, для сплаву 1420 відповідно 19-24%, а для сплаву Zr-1% Nb відповідно 15-17% для евтектично-зміцненого СНМ системи Ті-ТіВn на 16-17%. Експериментально показано ефективність використання двохстадійного пресування евтектично-зміцнених сплавів, при якому на першій стадії забезпечують попереднє подрібнення зміцнючої фази шляхом деформування в умовах великих деформаціях зсуву, а на другій стадії –пресування пера лопатки в умовах близьких до ізотермічних. Показано, що реалізація процесу забезпечує підвищення механічних властивостей по відношенню до литої структури на 10 - 16% в замковій частині пера лопатки, а в тілі пера лопатки – на 12 – 17%. Результати роботи впроваджені на промислових підприємствах. | uk |
| dc.format.page | 30 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13902 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.77.043 | uk |
| dc.title | Забезпечення механічних властивостей гомогенних та структурно-неоднорідних матеріалів при пластичному формоутворенні деталей | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.03.05 - процеси та машини обробки тиском | uk |