Титан его сплавы нашли применение во многих отраслях промышленности. К настоящему времени в мире разработана и используется достаточно широкая номенклатура титановых сплавов, различающихся по химическому составу, структуре и свойствам. Титановые сплавы являются одним из основных конструкционных материалов, применяемых в настоящее время в разных отраслях промышленности. Широкое их использование связано с присущими титану и его сплавам комплексу свойств - высокая удельная прочность, коррозионная стойкость во многих агрессивных средах, немагнитность, хорошая жаропрочность при температурах эксплуатации до 500-600оС.
Более эффективное использование титановых сплавов возможно при снижении затрат на производство из него полуфабрикатов и изделий. Весомый вклад в стоимость изделия вносят технологические операции при изготовлении полуфабрикатов, такие как фасонное литье, пластическая деформация, сварка, механическая и термическая обработка. Каждая из этих операций характеризуется определенным комплексом таких технологических свойств, как литейные, деформационные, свариваемость, мех обрабатываемость, прокаливаемость.
Особенностью субмикрокристаллического и нано структурного состояний, полученных в металлах и сплавах воздействием ИПД, является активизация диффузионных процессов. Ряд экспериментов показывает, что возрастание влияния диффузии на эволюцию структуры, связанной с миграцией границ зерен, зёрнограничной сегрегацией атомов примесей, изменением размеров микропор, релаксацией внутренних напряжений и выделением вторичных фаз, в таких состояниях связано не только с большей площадью межзеренных областей, но и с увеличенной скоростью диффузии по границам зерен в сравнении с крупнокристаллическим состоянием [11]. Эта особенность является причиной понижения температур проявления
«высокотемпературных» диффузионно-контролируемых механизмов
пластической деформации, например, таких, как зёрнограничное проскальзывание до температур, близких к комнатным. Последнее позволяет использовать контролируемые диффузией процессы как инструмент реализации сверх пластичности и целенаправленного формирования структурно-фазовых состояний, обеспечивающих повышение прочности при сохранении или, в некоторых случаях, увеличении пластичности при достаточной термической стабильности структуры. Однако использование указанных особенностей требует установления зависимостей характеристик диффузии по межзёреным областям от температуры, среднего размера зерен, химического состава и структурного состояния внутренних границ раздела. Интерпретация результатов экспериментальных исследований в этом случае серьезно затруднена, прежде всего в связи со сложностью полного описания дефектной структуры СМК- и НК-материалов, полученных воздействием пластической деформацией. Последнее связано с тем, что в такой структуре присутствуют нерелаксированные остаточные напряжения, возможна неоднородность состава и другие особенности, наблюдаемые в гетеро системах[1].
Цель работы: определить режимы резания, исключающие рост зерна у нано структурированных титановых сплавов
В результате выполнения ВКР провели анализ и разработана методика моделирования методом конечных элементов, освоен функционал системы DEFORM, проведен вычислительный эксперимент по моделированию точения с различными режимами резания .
Проведен натурный эксперимент по точению титанового сплава ВТ1-0, подтвердивший адекватность вычислительного эксперимента.
Исследована микроструктура и твердость титанового сплава ВТ1-0 после точения с различными режимами резания.
В результате проведенных исследований установлено что максимальная температура резания в поверхносном слое образца при точении в выброном диапозоне режимов резания изменяется от 663 до 1000 С.
Установлено что повышение температуры резания свыше 700 С приводит к частичному росту зерен и ухудшению механических свойств.
Таким образом рекомендуемым режимом резания при точении наноструктурированного титанового сплава ВТ1-0 является: У=60м/мин; 1=0.2мм.
