Аннотация
В работе на основе математического моделирования методом конечных элементов выполнено численное исследование закономерностей деформационного разогрева металла и формирования температурного поля в очаге деформации при холодной асимметричной прокатке чистого алюминия Al 99,5% и высокопрочных сплавов Al 5083 и Al 7075 в условиях сверхвысоких сдвиговых деформаций. Установлены закономерности влияния коэффициента контактного трения, скорости прокатки, радиуса валков, степени деформации, а также прочностных свойств алюминиевых сплавов на температуру деформационного разогрева прокатываемых полос. Результаты исследования могут быть полезны при разработке оптимальных режимов асимметричной прокатки алюминиевых сплавов в условиях сверхвысоких сдвиговых деформаций для получения УМЗ структуры и повышенных прочностных свойств.
Ключевые слова
Асимметричная прокатка, сдвиговая деформация, метод конечных элементов, интенсивная пластическая деформация, алюминиевый сплав, деформационный разогрев.
1. Высокопрочные Al-Zn-Mg-Cu-сплавы и легкие Al-Li-сплавы / Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Ткаченко Е.А., Вахромов Р.О. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2011. №9. С. 27–33.
2. Елагин В.И. Пути развития высокопрочных и жаропрочных конструкционных алюминиевых сплавов в XXI столетии // Металловедение и термическая обработка металлов. 2007. №9. С. 3–11.
3. Разработка, моделирование и совершенствование процессов производства шаровых шарниров автомобилей / Гун И.Г., Михайловский И.А., Осипов Д.С., Куцепендик В.И., Сальников В.В., Гун Е.И., Смирнов А.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. №1 (45). С. 52–57.
4. Metallurgy qualimetry theory design and development / Gun G.S., Rubin G.Sh., Chukin M.V., Gun I.G., Mezin I.Yu., Korchunov A.G. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. №5. С. 67–69.
5. Применение логики антонимов для комплексного анализа качества автомобильного крепежа / Закиров Д.М., Осипов Д.С., Гун И.Г., Сабадаш А.В., Овчинников С.В., Майстренко В.В., Мезин И.Ю. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. №4. С. 57–62.
6. Комплексная оценка результативности сквозных технологий производства с использованием логики антонимов на примере шаровых пальцев / Гун И.Г., Михайловский И.А., Осипов Д.С., Сальников В.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2005. №1 (9). С. 67–71.
7. Исследование физико-механических свойств и структуры высокопрочных многофункциональных сплавов инварного класса нового поколения / Чукин М.В., Голубчик Э.М., Гун Г.С., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю., Чукин Д.М., Матушкин А.Н. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. №1 (45). С. 43–47.
8. Генезис научных исследований в области качества металлопродукции / Гун Г.С., Мезин И.Ю., Рубин Г.Ш., Минаев А.А., Назайбеков А.Б., Дыя Х. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. №1 (45). С. 92–96
9. Nanodimentional structural part formation in high carbon steel by thermal and deformation processing / Chukin M.V., Korchunov A.G., Gun G.S., Polyakova M.A., Koptseva N.V. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. №5. С. 33–35.
10. Kolokoltsev V.M., Petrochenko E.V. Structure features and properties of high-alloy white irons // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. №5. С. 3–8.
11. Ji Y.H., Park J.J. Development of severe plastic deformation by various asymmetric rolling processes // Materials Science and Engineering: A. Vol. 499. 2009. P. 14–17.
12. Jianhua Jiang, Yi Ding, Fangqing Zuo, Aidang Shan. Mechanical properties and microstructures of ultrafine-grained pure aluminum by asymmetric rolling // Scripta Materialia. Vol. 60. 2009. P. 905–908.
13. Lorentz, Young Gun Ko. Microstructure evolution and mechanical properties of severely deformed Al alloy processed by differential speed rolling // Journal of Alloys and Compounds. Vol. 536S. 2012. P. S122–S125.
14. Cui Q, Ohori K. Grain refinement of high purity aluminum by asymmetric rolling // Materials Science and Technology. 2000. Vol. 16. P. 1095–1101.
15. Zuo F., Jiang J., Shan A. Shear deformation and grain refinement in pure Al by asymmetric rolling // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. Vol. 18. 2008. P. 774–777.
16. Bobor K., Hegedus Z., Gubicza J., Barkai I., Pekker P., Krallics G. Microstructure and mechanical properties of Al 7075 alloy processed by differential speed rolling // Mechanical Engineering. Vol. 56. 2012. P. 111–115.
17. Pesin A., Pustovoytov D. Influence of process parameters on distribution of shear strain through sheet thickness in asymmetric rolling // Key Engineering Materials. Vol. 622–623. 2014. P. 929–935.
18. Finite element simulation of shear strain in various asymmetric cold rolling processes / Pesin A., Pustovoytov D., Korchunov A., Wang K., Tang D., Mi Z. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 4 (48). С. 32–40.
19. Салганик В.М., Песин А.М. Асимметричная тонколистовая прокатка: развитие теории, технологии и новые решения. М.: МИСиС, 1997. 192 с.
20. Песин А.М. Моделирование и развитие процессов асимметричного деформирования для повышения эффективности листовой прокатки: дис. … д-ра техн. наук. Магнитогорск, 2003. 395 с.
21. Sverdlik M., Pesin A., Pustovoytov D., Perekhozhikh A. Numerical research of shear strain in an extreme case of asymmetric rolling // Advanced Materials Research. 2013. Т. 742. С. 476–481.
22. Dyja H., Salganik W.M., Piesin A.M., Kawalek A. Asymetryczne walcowanie blach cienkich: teoria, techno-logia i nowe rozwiazania. Seria: Monografie nr 137. Wydawnictwo Politechniki Czestochowskiej. Czestochowa, 2008. 345 s.
23. Моделирование сдвиговых деформаций в предельном случае асимметричной тонколистовой прокатки / Пустовойтов Д.О., Песин А.М., Перехожих А.А., Свердлик М.К. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. №1 (41). С. 65–68.
24. Боткин А.В. Научно-методологические основы проектирования процессов углового прессования: дис. … д-ра техн. наук. Уфа, 2013. 282 с.