Моделювання процесу гарячої прокатки тришарових штаб зі сплавів алюмінію та магнію
Анотація
Коноводов Д. В., Сиваш В. І. Моделювання процесу гарячої прокатки тришарових штаб зі сплавів алюмінію та магнію. Oбробка матеріалів тиском. 2020. № 1 (50). С. 259-265.
З метою отримання тришарових штаб зі сплавів алюмінію та магнію, які поєднують високу стійкість до корозії та високі демпфуючі властивості, в роботі розглянуто модель процесу гарячої прокатки таких штаб. Модель процесу гарячої прокатки тришарових штаб створено з використанням програмного продукту QForm VX. При побудові моделі використані експериментально визначені криві деформаційного зміцнення алюмінієвого сплаву AW-2017A та магнієвого сплаву AZ31.
Обґрунтовано діапазони варіювання вихідних параметрів моделювання, таких як ступінь та температура деформації. З використанням розробленої математичної моделі проведено теоретичне дослідження процесу гарячої прокатки тришарових штаб Al-Mg-Al в діапазоні температур 360 – 410 °С та ступенів деформації
30–50 %. За результатами моделювання визначено комплексний вплив вказаних технологічних параметрів на силу прокатки та формозміну металу в процесі деформації.
Виконано експериментальне дослідження процесу прокатки тришарових штаб зі сплаву алюмінію
AW-2017A та сплаву магнію AZ31 на лабораторному стані дуо 180. З використанням месдоз отримані значення сили прокатки для ступенів деформації 30 та 50 %. Встановлено, що значення сили прокатки для температури початку деформації 360 °С та 410 °С, відрізняються не суттєво та досягають 72 кН при ступені деформації 50 %. Проведена візуальна оцінка міцності з’єднання шарів металів після деформації.
Виконано порівняння результатів моделювання, які отримані з використанням запропонованої моделі процесу прокатки тришарових штаб, з експериментальними даними. Максимальні відхилення розрахункових даних сили прокатки від експериментальних, для всіх значень ступенів деформації, не перевищує 10 %.
Посилання
Saito Y., Tsuji N., Utsunomiya H., Sakai T., Hong R.G. Ultra-fine grained bulk aluminum produced by accumulative roll-bonding (ARB) process. Scripta. Materialia. 1998. 39, pp. 1221–1227. DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-6462(98)00302-9
Changzeng Luo, Wei Liang, Zhiqiang Chen, Jianjun Zhang, Chengzhong Chi, Fuqian Yang. Effect of high temperature annealing and subsequent hot rolling on microstructural evolution at the bond-interface of Al/Mg/Al alloy laminated composites. Materials characterization. 2013. 84, pp. 34-40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2013.07.007
Goken M., Hoppel H.W. Tailoring nanostructured, graded, and particle-reinforced Al laminates by accumulative roll bonding. Advanced Materials. 2011. 23, pp. 2663–2668. DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201100407
Shibayan Roy, Nataraj B.R., Satyam Suwas, Kumar S., Chattopadhyay K. Accumulative roll bonding of aluminum alloys 2219/5086 laminates: Microstructural evolution and tensile properties. Materials & Design (1980-2015), 2012. 36, pp. 529-539.DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.11.015
Changa H., Zheng M.Y., Xub C., Fanb G.D., Brokmeier H.G., Wu K. Microstructure and mechanical properties of the Mg/Al multilayer fabricated by accumulative roll bonding (ARB) at ambient temperature. Materials Science and Engineering: A. 2012. 543, pp. 249-256. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2012.02.083
New version of QForm VX has been released. 2017. URL: http://qform3d.com/news/2017/05/17
QForm – Software for simulation and optimization of metal forming processes and metal profile extrusion, QFX Simulations Ltd. URL: http://www.qform3d.com/
Poluchin P.I., Gun G.Y., Galkin A.M. Resistance to plastic deformation of metals and alloys. Moscow: Mechanical Engineering. 1983. 352 p. (in Russian).
L. De Pari Jr., Misiolek W.Z., Forsmark J.H., Luo A.A. Flow stress numerical modeling for large strain deformation in magnesium. Computer Methods in Materials Science. 2010. 10. 2, pp. 108-129. URL: http://www.cmms.agh.edu.pl/abstract.php?p_id=280
