Введение
1. Обзор современного теории обработки металлов давлением при решении задач моделирования технологических процессов в деформируемой среде 12
1.1.Краткий обзор исследуемых технологических процессов 12
1.2. Теоретический анализ силовых и деформационных параметров при моделировании состояния пластически деформируемой среды при интенсивных деформациях 17
1.2.1.Определяющие соотношения между напряженным и деформируемым состоянием сплошной среды 18
1.2.2. Математическая теория пластичности. Базовые подходы к описанию деформированного состояния 20
1.2.3. Физические и феноменологические модели пластически
1.2.4. Деформирование поликристаллической среды. Механизмы динамической рекристаллизации 31
1.2.6. Выводы 40
1.3. Анализ влияния легирующих элементов и термомеханических режимов деформирования на фазовый состав и параметры 41
1.3.1. Фазовый состав титановых сплавов 41
1.3.2. Особенности структуры ос+Р - сплавов титана. Влияние термообработки на структуру ос+Р сплавов при а <=^ /? превращениях 43
1.3.3. Особенности структуры при Р-деформировании. Влияние степени деформации на структуру и геометрию зерна 45
1.3.4.Зависимость механических свойств от структуры ос+Р титановых сплавов и температурной области деформирования 51
1.3.5. Современные технологии получения ос+Р титановых сплавов с высокими механическими свойствами 52
1.4. Контактное трение в процессах ОМД при деформировании с технологическими смазками 56
1.5. Последующая деформации термическая обработка изделий из бериллиевых бронз 60
1.5.1 Общая характеристика исследуемых сплавов и получаемых изделий 60
1.5.2. Основные особенности фазовых превращений при дисперсионном твердении среднелегированных бериллиевых бронз 62
1.5.3. Влияние способа термообработки на кинетику фазовых переходов 63
1.6. Выводы цель и задачи исследования 70
2. Аналитическое моделирование пластического течения с учетом поликристаллической структуры деформируемой среды при интенсивной деформации 75
2.1. Описание модели пластического течения, учитывающей поликристаллическую структуру деформируемой среды. Основные допущения 75
2.2. Основные уравнения движения деформируемой поликристаллической среды 81
2.2.1 Уравнение непрерывности течения 81
2.2.2. Моменты сил и их материальные производные 89
2.2.3.Принцип сохранения момента. Уравнения движения (равновесия) 90
2.2.4. Первый закон термодинамики для деформируемой поликристаллической среды 92
2.2.5. Второй закон термодинамики для деформируемой 94
поликристаллической среды 94
2.2.6. Функции состояния. Определяющие соотношения 98
2.2.7. Обобщенное уравнение теплопередачи для поликристаллической деформируемой среды 108
2.3. Моделирование динамической рекристаллизации при интенсивной деформации 110
2.3.1. Техническая интерпретация обобщенного уравнения теплопередачи 110
2.3.2.Феноменологическая модель процесса динамической рекристаллизации на основе уравнения теплопередачи и диаграммы динамической рекристаллизации 113
2.3.3. Моделирование динамической рекристаллизации на примере сплава ЭИ437 и титанового сплава ВТ9 117
2.4. . Обобщенная система уравнений движения пластически деформируемой
поликристаллической среды с учетом ее зернограничного строения 120
2.4.1. Параметры анизотропии течения поликристаллической среды,
вызванные динамической рекристаллизацией 120
2.4.2 Уравнения состояния пластически деформируемой поликристаллической среды с учетом ее зернограничного строения 124
2.4.3. Обобщение уравнений состояния пластически деформируемой поликристаллической среды для их моделирования численными методами на ЭВМ 127
2.5. Методика расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) штампуемой заготовки с учетом ее поликристаллического строения на основе минимизации пластического потенциала 129
2.6. Выводы 137
3. Разработка и апробация технологии получения изделий из а + /? титановых сплавов высокоскоростным объемным деформированием в области температуры полиморфных превращений, обеспечивающей повышение их эксплуатационных свойств за счет формирования требуемых параметров микроструктуры 141
3.1. Оптимизация термомеханических режимов горячей штамповки титанового сплава ВТ9 в условиях высокоскоростного нагружения при нагреве исходных заготовок ниже точки полиморфного превращения 141
3.2. Исследование параметров технологического процесса получения мелкозернистых заготовок лопаток из титанового сплава ВТ9 с повышенным ресурсом методом высокоскоростной штамповки в /?- области 154
3.2.1. Постановка задач исследования формирования микроструктуры с требуемыми свойствами при ВСШ лопаток из титанового сплава ВТ9 154
3.2.2. Описание высокоскоростного деформирующего оборудования.. 155
3.2.3. Моделирование динамической рекристаллизации ос+Р титанового сплава ВТ9 при высокоскоростной штамповке лопаток ГТД на основе аналитической модели движения поликристаллической деформируемой среды 158
3.2.4. Экспериментальное обоснование оптимальных параметров штамповки лопаток ГТД высокоскоростным объемным деформированием с индукционным нагревом исходных заготовок выше точки полиморфных превращений 175
3.3. Выводы 197
4. Исследование влияния состава активных технологических смазок на качество поверхности и коэффициент трения при высокоскоростной штамповке изделий из легированных теплостойких и титановых сплавов .201
4.1. Оптимизация состава активных технологических смазок, содержащих эвтэктикообразующие модификаторы, в технологических процессах высокоскоростного объемного деформирования 202
4.1.1. Определение компонентов и оптимизация количественного соотношения состава смазок для формообразования деталей из жаропрочных сталей 203
4.1.2 Определение компонентов и оптимизация количественного состава смазок для формообразования деталей с развитой поверхностью из титановых сплавов 2144
4.1.3 Сравнение эффективности рекомендованных смазок при высокоскоростной штамповке заготовок с развитой поверхностью 216
4.1.4. Зависимость шероховатости поверхности отштампованной детали от коэффициента эффективности технологической смазки 222
4.1.5. Оценка эффективности рекомендуемых технологических смазок в производственных условиях 223
4.2. . Экспериментальная оценка величины коэффициента контактного трения в процессах штамповки с высокими скоростями поверхностного скольжения в условиях действия активных смазок 225
4.3. Выводы 236
5. Исследование структуры и свойств дисперсионно-твердеющих сплавов на основе меди с низкой и средней степенью легирования Be, Ni, Co при горячей штамповке на оборудовании с различным характером приложения деформирующего усилия . 239
5.1. Сравнительное исследование технологических схем и характеристик трубных заготовок из БрБ2, полученных методом изотермической штамповки (ИЗШ), горячим гидродинамическим выдавливанием (ГГДВ), ротационной ковкой (РК) на радиально-ковочных машинах 239
5.1.1. .. Сравнение схем и термомеханических режимов формообразования трубных заготовок, полученных методами ИЗШ, ГГДВ и РК 239
5.1.2. ... Исследование предельной степени деформации при ротационной ковке трубной заготовки из БрБ2 254
5.1.3.Исследование влияния механизмов пластического деформирования и параметров ОПД на стабильность механических свойств изделий из БрБ2 258
5.1.4. Исследование влияния режимов термообработки трубных заготовок из среднелегированной бронзы БрБ2, полученных методом радиальной ковки, на ее твердость после дисперсионного твердения 267
5.2. Разработка высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) низколегированных дисперсионно-твердеющих сплавов на медной основе, подвергнутых скоростному деформированию 271
5.2.Выводы 283
6. Основные результаты и выводы 285.
Список сокращений и условных обозначений 288
Список литературы
