ОСОБЕННОСТИ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ С ГЕКСАГОНАЛЬНОЙ РЕШЕТКОЙ

1 Характеристика ГПУ металлов 6
1.1 Механизмы пластического деформирования 6
1.2 Классификация ГПУ металлов 10
1.3 Область применения ГПУ металлов 14
1.3.1 Применение титана 14
1.3.2 Применение циркония 15
1.3.3 Применение магния 17
2 Поведение ГПУ металлов при деформировании 19
2.1 Холодная деформация ГПУ металлов 19
2.1.1 Упрочнение металлов 20
2.1.2 Текстурирование материала 22
2.1.2 Эволюция текстуры ГПУ металлов 26
2.2 Поведение при повышенных температурах 31
2.2.1 Высокая химическая активность ГПУ металлов 31
2.2.2 Термическая обработка 34
2.3 Существующий режим обработки 38
3 Подход к условию текучести для ГПУ металлов 39
3.1 Условие текучести Хилла 39
3.2 Развитие условия текучести 46
4 Моделирование процессов прокатки изделий из ГПУ металлов 58
4.1 Постановка задачи 58
4.2 Формоизменение полосы 63
4.3 Силовые параметры 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 74
Купить

РЕФЕРАТ
КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА, ГПУ МЕТАЛЛЫ, ТИТАН, ЦИРКОНИЙ, МАГНИЙ, ДВОЙНИКОВАНИЕ, ТЕКСТУРА,
АНИЗОТРОПИЯ, УСЛОВИЕ ТЕКУЧЕСТИ, ПОВЕРХНОСТЬ ТЕКУЧЕСТИ, ЭВОЛЮЦИЯ ТЕКСТУРЫ, ОЕТОКМ-ЗЭ.
Цель работы - определение особенностей деформации металлов с гексагональной плотноупакованной решеткой с учетом развитой анизотропии свойств.
В работе описаны процессы пластической деформации для наиболее распространённых металлов с ГПУ кристаллической решеткой, к числу которых относится титан, магний, цирконий. Рассматривается характеристика ГПУ металлов с точки зрения особенностей кристаллического строения и действующих механизмов пластической деформации, описана область применения. Описано поведение металлов с ГПУ решеткой при пластической деформации и при повышенных температурах, что накладывает требования к технологии производства изделий из данных металлов. Представлены основные условия текучести, применяемые для ортотропных металлов, отражающие различное поведение материала в разных направлениях. Методом конечных элементов выполнены расчеты и представлено сравнение параметров плоской прокатки циркониевого сплава Э125 при применении изотропного и ортотропного условий текучести.
С исторической точки зрения, освоение человечеством металлов как основного конструкционного и инструментального материала, выделяется как одна из основных вех в развитии. Даже название эпох соответствует используемому в данное время материалу (каменный, медный, железный века). В последние века, из-за распространённости, комплекса свойств и относительной простоты получения, пальму первенства как основной материал для инструментов и различных конструкций заняло железо и сплавы на его основе. И действительно сейчас более 90 % всего объёма всех металлов занимают черные металлы - различные стали и чугуны.
Однако, в последние годы, с повышением требований к используемым материалам, что объясняется как ужесточением условий их эксплуатации, получения сверхвысоких свойств в конкретной области, поиска «заменителя сталей» в тех областях, где использование сталей не дает желаемых результатов (аэрокосмическая промышленность, работа с агрессивными средами, и т.д.) все более востребованными являются различные цветные металлы к числу которых относятся и металлы, и сплавы с ГПУ кристаллической решеткой.
К числу основных таких материалов, описанных далее будут представлены:
- титан за счет высокой прочности как при комнатной, так и повышенной температуре, относительно малой плотности 4,54 г/см3, высокой коррозионной стойкости за счет образования плотной и прочно сцепленной с основным металлом оксидной пленки, а также возможности создания высокоупругих и сверхупругих сплавов;
- цирконий за счет высокой жаропрочности, высокой коррозионной стойкости, уникально низкого поперечного захвата тепловых нейтронов, что позволяет создавать прозрачные для нейтронов элементов реакторов;
- магний за счет крайне низкой плотности 1,738 г/см3, которая позволяет создать сверхлегкие конструкции, что активно применяется в самолётостроении и, производстве автомобилей, кроме того, магний имеет плотную оксидную пленку МдО, защищающую металл от воздействия окружающей среды и активных сред [1].
К числу остальных металлов с ГПУ решеткой относятся /п, Со, Ве, ИГ, Сй, однако данные элементы редко применяются в чистом виде или как основа сплавов, поэтому они будут описаны менее полно.
Таким образом, появляется необходимость в наличии не только классического подхода к технологии изготовления изделий из сталей и чугунов, но и формировании нового подхода, специально разработанного для производства изделий из металлов и сплавов с ГПУ-решеткой.
Формирование такого подхода позволит не только скорректировать режимы обработки металлов давлением для обеспечения постоянно возрастающего спроса на такие изделия, но и повысить выход годного, что в свою очередь значительно снизит себестоимость таких изделий, так как она значительно превосходит себестоимость аналогичных изделий из стали из-за меньшей распространённости руды, сложного процесса получения, рафинирования и более сложного процесса обработки.

Купить