Способ определения оптимальной скорости деформации

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 К 3/00

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В ф

ЬЗ

ЬЗ Ф

3> (21) 4607313/28 (22) 22.11,89 (4б) 07.11.92. Бюл. N. 41 (71) Московский институт стали и сплавов (72) М.А.Цепин, К.M,Ñåìåíêî, A,А.Лобач, А.М.Африкантов, А.А,Алалыкин и A.Н.Ершов (56) Новиков И.И. и др. Сверхпластичность и сверхпластичные сплавы. М ) Машиностроение, 1983, с. 5-6. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для определения технологических режимов формообразования металлов в состоянии сверхпластичности.

Известен способ определения оптимальной скорости деформации сверхпластичных материалов, включающий испытание образца со скачкообразным изменением скорости деформации, построение завсимостей напряжения течения и показателя скоростной чувствительности от скорости деформации. За оптимальную скорость сверхпластической деформации (СПД) принимают такую, при которой показатель скоростной чувствительности максимален, .

Недостатком укаэанного способа яляется то, что оптимальная скорость СПД определяется для структурного состояния материала (размер зерен, их форма и распределение, фазовый состав), которое в процессе испытания претерпевает изменения, следовательно, скорость деформации,,, Ы„„1774224 А1 определения оптимальной скорости деформации при изготовлении деталей сверхпластическим деформированием, Цель изобретения — повышение информативно.сти и точности определения. Испытывают по меньшей мере два образца со статически различными структурными состояниями, Нагружение. осуществляют при различных напряжениях и определяют для каждого из образцов зависимость напряжение — скорость деформации. Скорость деформации, одинаковую для обоих образцов при равных в них напряжениях, принимают в качестве оптимальной скорости деформации. 2 ил. определенная из испытания, будет оптимальной только для условий, эквивалентных условиях испытаний (время нагрева, история нагружения, максимальная степень деформации, напряженно-деформированное состояние), 8 реальных же процессах обработки металлов давлением в состоянии сверхпластичности такая эквивалентность условий недостижима, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения оптимальной скорости деформации, включающий испытание отдельных образцов при разных скоростях деформации, построение зависимости напряжения течения и показателя скоростной чувствительности "т скорости деформации при заданных степенях деформации.

За оптимальную скорость СПД принимают такую, при которой показатель скоростной чувствительности максимален.

8 отличие от аналога этот способ позволяет создать эквивалентные условия с реальныMè процессами по Hàкопленнсй

1774224 степени деформации. Однако эквивалентность остальных условий испытания условиям реального процесса так же, как и в аналоге, недостижима.

Цель изобретения — повышение информативности и точности определенил оптимальной скорости деформации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем испытание образцов и определение зависимости напряжения течения от скорости деформации, согласно изобретению, испытывают по меньшей мере два образца со статистически различными структурными состояниями, определяют для каждого. из них зависимость "напряжение-скорость деформации", а в качестве оптимальной скорости деформации выбирают скорость деформации, одинаковую для обоих образцов при равных для них напряжениях.

Сущность предлагаемого способа состоит н следующем, Изготавливают по меньшей мере два образца, которые затем отжигают с разной продолжительностью выдержки или подвергают снерхпластической деформации с различной степенью деформации для создания в материалах статически различимых структурных состояний, После этого определяют количественнуо характеристику структуры материала (например, средний размер зерна) каждого образца, Если количественные характеристики структуры материала ото>кженных или деформированных образцов статистически разделимы, проводят при заданной температуре испытания каждого образца или со скачкообразным изменением скорости деформации или на релаксацию нагрузки. Возможно определение зависимости напряжение течения— скорость деформации и методом испытания отдельных образцов с различной скоростью деформации, однако это нецелесообразно ввиду повышения трудоемкости и материалоемкости эксперимента. По результатам эксперимента строят график зависимости напрлжения теченил от скорости деформации длл каждого из образцов, характеризу- . ощихся структурными состояниями 11 и 4 (фиг,1). Оптимальную скорость деформации (опт определяют по точке пересечения кривых cr-, Наличие этой точки обусловлено равенством энергетических вкладов н общую деформацию межзеренной и внутризеренной деформаций, которое достигается при едином для различных структурных состояний материала значении скорости деформации, которое и принято в качестве оптимального, Определенное согласно

45 предложенному способу значение оптимальной скорости деформации onr является, таким образом, индифферентной к структурному состоянию, что обеспечивает повышение точности, следовательно,(on не чувствительна к любым измениям структурного состояния, связанными с временем нагрева, историей нагружения, накопленной степенью деформации и напряженна-деформированным состоянием.

Напряжение течения кривых солт, соответствующее точке пересечения кривых

0- ((фиг.1), также являетсл оптимальным, а поддержание его постоянным на протяжении всего процесса СПД обеспечивает деформацию материала с постоянной, оптимальной скоростью деформации, незанисимо от исходного структурного состояния и его эволюции, Предлагаемый способ определения оптимальной скорости сверхпластической деформации реализован следующим образом.

Из листовой латуни ЛЖМц 59-1-1 с уьтрамелкозернистой структурой были изготовлены два образца с размерами рабочей части 14хбх0,6 мм. Для получения статически различимых структурных состояний материала образцов, один из них был отожжен при температуре 550 С в течение 15 мин, а другой при этой >ке температуре в течение

2,5 ч. Анализ микроструктуры показал, что в результате отжига в первом образце сформировалась структура со средним размером зерна 4,2 мкм, а во втором — 7,3 мкм. Затем каждый образец, подвергали испытанию на релаксацию нагрузки при температуре

550 С на установке, созданной в МИСиС на базе машины 1231 У-10, По результатам испытания строили зависимость напряжения течения от скорости деформации для каждого образца, характеризующихся структурным состоянием со средним размером зерна 4,2 и 7,3 мкм (фиг.2), Оптимальную скорость деформации (poT и напряжение течения гроот определлли по точке пересечения кривых 0-(. Таким образом, для латуни ЛЖМц 59-11 ьопт = 0,80н 1, а0олт=55,3 МПа.

Использование предлагаемого способа позволяет праекть ровать технологические режимы на основе СПД, адаптивные к разбросу структурных состояний исходных заготовок, неизбежному в условиях серийного производства, а также гарантировать однозначную оценку производительности процессов СПД при различных исходных и конечных структурных состояниях материала заготовки.

1774224 б опт о., ф б, ИПя

Составитель А.Ершов

Редактор О.Юрчикова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3.Салка

Заказ 3922 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издзгельский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 1D1

Формула изобретения

Способ определения оптимальной скорости деформации при изготовлении деталей сверхпластическим деформированием, включающий испытание образцов материа- 5 ла заготовки при различных напряжениях и определение по результатам испытаний ог,тимальной скорости деформации, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения информативности и точности, испытывают по меньшей мере два образца со статистически различными структурными состояниями, определяют для каждого йз них зависимость напряжение — скорость деформации, а в качестве оптимальной скорости деформации выбирают скорость деформации, одинаковую для обоих образцов при равных для них напряжениях.