ВЛИЯНИЕ ИЗОТЕРМИИ ПРОЦЕССА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ СОРТОВОЙ ПРОКАТКЕ ЗАГОТОВКИ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА

Результат исследований: Вклад в журналСтатьяНаучно-исследовательскаярецензирование

Аннотация

Выполнено моделирование процесса прокатки заготовки из титанового сплава с использованием специализированного модуля Shape Rolling системы конечно-элементного анализа DEFORM в изотермической и неизотермической постановках. Первый вариант предполагает постоянство температуры заготовки, второй - расчет напряженно-деформированного состояния с учетом изменения температурного поля. Приведено распределение температур прокатываемой заготовки для стационарной стадии процесса. Температурное поле заготовки является неоднородным преимущественно по отношению к ее приповерхностным слоям, которые непрерывно охлаждаются в течение всего времени контакта с валками. Выявлены области деформационного разогрева на стыке контактной и свободной поверхностей. При этом зоны разогрева существуют рядом с зонами захолаживания, что должно создавать большие градиенты деформаций. Показано распределение степени деформации и скорости деформации в плоскости выхода заготовки из валков. Общая особенность поля деформации состоит в наличии менее проработанной центральной области заготовки, где степень деформации находится на уровне 0,26-0,35, и наличии периферийных локальных участков, где степень деформации составляет 0,44-0,53, т. е. на 50-70 % выше. Неизотермическая постановка приводит к большим значениям скорости деформации, чем изотермическая постановка. Приведены графики изменения интенсивности напряжений вдоль траекторий движения частиц металла. Вид графиков объяснен особенностями формирования круглого сечения из заготовки овального сечения. Практическая значимость выполненной работы заключается в выявлении близко расположенных зон локального нагрева и локального охлаждения металла на выходе из очага деформации, на стыке которых возможно появление трещин. Повышение коэффициента вытяжки в процессе прокатки может привести к перегреву в указанных областях с переводом металла из двух- в однофазное состояние с проявлением в последующем эффекта разнозернистости. Расчеты показали, что горячая прокатка титанового сплава по системе овал - круг при коэффициенте вытяжки 1,2 сопровождается появлением близко расположенных зон охлаждения от теплопередачи валкам и зон нагрева от тепла деформации. Выявлено, что повышение температуры от тепла деформации составляет всего 16 оC, и сделан прогноз о возможном значительном ее увеличении при повышении коэффициента вытяжки. При заданном коэффициенте вытяжки общая картина распределения степени деформации и характеристик напряженного состояния мало зависит от учета степени изотермичности процесса. Однако картина распределения скорости деформации показывает существенное различие в местах стыка зон подстуживания и деформационного нагрева, что может привести к появлению трещин.
Переведенное названиеEffect of process isothermy on a stress-strain state during rolling of bars from titanium alloy
Язык оригиналаРусский
Страницы (с-по)71-76
Число страниц6
ЖурналЦветные металлы
Номер выпуска9
DOI
СостояниеОпубликовано - 1 янв 2018

Отпечаток

titanium alloys
Titanium alloys
billets
Metals
Heating
heating
cracks
Cracks
nickel alloys
Hot rolling
Nickel alloys
systems analysis
metal particles
particle motion
forecasting
metals
Temperature
temperature
surface layers
inhomogeneity

Ключевые слова

    Предметные области ASJC Scopus

    • Ceramics and Composites
    • Condensed Matter Physics
    • Physical and Theoretical Chemistry
    • Surfaces, Coatings and Films
    • Metals and Alloys
    • Materials Chemistry

    ГРНТИ

    • 53.00.00 МЕТАЛЛУРГИЯ

    Уровень публикации

    • Перечень ВАК

    Цитировать

    @article{71e0c5c4d7bd4ad480018c6951fd58f6,
    title = "ВЛИЯНИЕ ИЗОТЕРМИИ ПРОЦЕССА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ СОРТОВОЙ ПРОКАТКЕ ЗАГОТОВКИ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА",
    abstract = "Выполнено моделирование процесса прокатки заготовки из титанового сплава с использованием специализированного модуля Shape Rolling системы конечно-элементного анализа DEFORM в изотермической и неизотермической постановках. Первый вариант предполагает постоянство температуры заготовки, второй - расчет напряженно-деформированного состояния с учетом изменения температурного поля. Приведено распределение температур прокатываемой заготовки для стационарной стадии процесса. Температурное поле заготовки является неоднородным преимущественно по отношению к ее приповерхностным слоям, которые непрерывно охлаждаются в течение всего времени контакта с валками. Выявлены области деформационного разогрева на стыке контактной и свободной поверхностей. При этом зоны разогрева существуют рядом с зонами захолаживания, что должно создавать большие градиенты деформаций. Показано распределение степени деформации и скорости деформации в плоскости выхода заготовки из валков. Общая особенность поля деформации состоит в наличии менее проработанной центральной области заготовки, где степень деформации находится на уровне 0,26-0,35, и наличии периферийных локальных участков, где степень деформации составляет 0,44-0,53, т. е. на 50-70 {\%} выше. Неизотермическая постановка приводит к большим значениям скорости деформации, чем изотермическая постановка. Приведены графики изменения интенсивности напряжений вдоль траекторий движения частиц металла. Вид графиков объяснен особенностями формирования круглого сечения из заготовки овального сечения. Практическая значимость выполненной работы заключается в выявлении близко расположенных зон локального нагрева и локального охлаждения металла на выходе из очага деформации, на стыке которых возможно появление трещин. Повышение коэффициента вытяжки в процессе прокатки может привести к перегреву в указанных областях с переводом металла из двух- в однофазное состояние с проявлением в последующем эффекта разнозернистости. Расчеты показали, что горячая прокатка титанового сплава по системе овал - круг при коэффициенте вытяжки 1,2 сопровождается появлением близко расположенных зон охлаждения от теплопередачи валкам и зон нагрева от тепла деформации. Выявлено, что повышение температуры от тепла деформации составляет всего 16 оC, и сделан прогноз о возможном значительном ее увеличении при повышении коэффициента вытяжки. При заданном коэффициенте вытяжки общая картина распределения степени деформации и характеристик напряженного состояния мало зависит от учета степени изотермичности процесса. Однако картина распределения скорости деформации показывает существенное различие в местах стыка зон подстуживания и деформационного нагрева, что может привести к появлению трещин.",
    keywords = "Deformation, Deformation rates, Finite element method, Isothermal process, Non-isothermal process, Section rolling, Temperature gradients, Titanium alloys",
    author = "Loginov, {Yu N.} and Postylyakov, {A. Yu} and Inatovich, {Yu V.}",
    year = "2018",
    month = "1",
    day = "1",
    doi = "10.17580/tsm.2018.09.11",
    language = "Русский",
    pages = "71--76",
    journal = "Цветные металлы",
    issn = "0372-2929",
    publisher = "Издательский дом {"}Руда и Металлы{"}",
    number = "9",

    }

    ВЛИЯНИЕ ИЗОТЕРМИИ ПРОЦЕССА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ СОРТОВОЙ ПРОКАТКЕ ЗАГОТОВКИ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА. / Loginov, Yu N.; Postylyakov, A. Yu; Inatovich, Yu V.

    В: Цветные металлы, № 9, 01.01.2018, стр. 71-76.

    Результат исследований: Вклад в журналСтатьяНаучно-исследовательскаярецензирование

    TY - JOUR

    T1 - ВЛИЯНИЕ ИЗОТЕРМИИ ПРОЦЕССА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ СОРТОВОЙ ПРОКАТКЕ ЗАГОТОВКИ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА

    AU - Loginov, Yu N.

    AU - Postylyakov, A. Yu

    AU - Inatovich, Yu V.

    PY - 2018/1/1

    Y1 - 2018/1/1

    N2 - Выполнено моделирование процесса прокатки заготовки из титанового сплава с использованием специализированного модуля Shape Rolling системы конечно-элементного анализа DEFORM в изотермической и неизотермической постановках. Первый вариант предполагает постоянство температуры заготовки, второй - расчет напряженно-деформированного состояния с учетом изменения температурного поля. Приведено распределение температур прокатываемой заготовки для стационарной стадии процесса. Температурное поле заготовки является неоднородным преимущественно по отношению к ее приповерхностным слоям, которые непрерывно охлаждаются в течение всего времени контакта с валками. Выявлены области деформационного разогрева на стыке контактной и свободной поверхностей. При этом зоны разогрева существуют рядом с зонами захолаживания, что должно создавать большие градиенты деформаций. Показано распределение степени деформации и скорости деформации в плоскости выхода заготовки из валков. Общая особенность поля деформации состоит в наличии менее проработанной центральной области заготовки, где степень деформации находится на уровне 0,26-0,35, и наличии периферийных локальных участков, где степень деформации составляет 0,44-0,53, т. е. на 50-70 % выше. Неизотермическая постановка приводит к большим значениям скорости деформации, чем изотермическая постановка. Приведены графики изменения интенсивности напряжений вдоль траекторий движения частиц металла. Вид графиков объяснен особенностями формирования круглого сечения из заготовки овального сечения. Практическая значимость выполненной работы заключается в выявлении близко расположенных зон локального нагрева и локального охлаждения металла на выходе из очага деформации, на стыке которых возможно появление трещин. Повышение коэффициента вытяжки в процессе прокатки может привести к перегреву в указанных областях с переводом металла из двух- в однофазное состояние с проявлением в последующем эффекта разнозернистости. Расчеты показали, что горячая прокатка титанового сплава по системе овал - круг при коэффициенте вытяжки 1,2 сопровождается появлением близко расположенных зон охлаждения от теплопередачи валкам и зон нагрева от тепла деформации. Выявлено, что повышение температуры от тепла деформации составляет всего 16 оC, и сделан прогноз о возможном значительном ее увеличении при повышении коэффициента вытяжки. При заданном коэффициенте вытяжки общая картина распределения степени деформации и характеристик напряженного состояния мало зависит от учета степени изотермичности процесса. Однако картина распределения скорости деформации показывает существенное различие в местах стыка зон подстуживания и деформационного нагрева, что может привести к появлению трещин.

    AB - Выполнено моделирование процесса прокатки заготовки из титанового сплава с использованием специализированного модуля Shape Rolling системы конечно-элементного анализа DEFORM в изотермической и неизотермической постановках. Первый вариант предполагает постоянство температуры заготовки, второй - расчет напряженно-деформированного состояния с учетом изменения температурного поля. Приведено распределение температур прокатываемой заготовки для стационарной стадии процесса. Температурное поле заготовки является неоднородным преимущественно по отношению к ее приповерхностным слоям, которые непрерывно охлаждаются в течение всего времени контакта с валками. Выявлены области деформационного разогрева на стыке контактной и свободной поверхностей. При этом зоны разогрева существуют рядом с зонами захолаживания, что должно создавать большие градиенты деформаций. Показано распределение степени деформации и скорости деформации в плоскости выхода заготовки из валков. Общая особенность поля деформации состоит в наличии менее проработанной центральной области заготовки, где степень деформации находится на уровне 0,26-0,35, и наличии периферийных локальных участков, где степень деформации составляет 0,44-0,53, т. е. на 50-70 % выше. Неизотермическая постановка приводит к большим значениям скорости деформации, чем изотермическая постановка. Приведены графики изменения интенсивности напряжений вдоль траекторий движения частиц металла. Вид графиков объяснен особенностями формирования круглого сечения из заготовки овального сечения. Практическая значимость выполненной работы заключается в выявлении близко расположенных зон локального нагрева и локального охлаждения металла на выходе из очага деформации, на стыке которых возможно появление трещин. Повышение коэффициента вытяжки в процессе прокатки может привести к перегреву в указанных областях с переводом металла из двух- в однофазное состояние с проявлением в последующем эффекта разнозернистости. Расчеты показали, что горячая прокатка титанового сплава по системе овал - круг при коэффициенте вытяжки 1,2 сопровождается появлением близко расположенных зон охлаждения от теплопередачи валкам и зон нагрева от тепла деформации. Выявлено, что повышение температуры от тепла деформации составляет всего 16 оC, и сделан прогноз о возможном значительном ее увеличении при повышении коэффициента вытяжки. При заданном коэффициенте вытяжки общая картина распределения степени деформации и характеристик напряженного состояния мало зависит от учета степени изотермичности процесса. Однако картина распределения скорости деформации показывает существенное различие в местах стыка зон подстуживания и деформационного нагрева, что может привести к появлению трещин.

    KW - Deformation

    KW - Deformation rates

    KW - Finite element method

    KW - Isothermal process

    KW - Non-isothermal process

    KW - Section rolling

    KW - Temperature gradients

    KW - Titanium alloys

    UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85054757056&partnerID=8YFLogxK

    UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=35690718

    U2 - 10.17580/tsm.2018.09.11

    DO - 10.17580/tsm.2018.09.11

    M3 - Статья

    SP - 71

    EP - 76

    JO - Цветные металлы

    JF - Цветные металлы

    SN - 0372-2929

    IS - 9

    ER -