Дослідження нового способу кування великих злитків на основі осадження заготовок з уступами
Анотація
Марков О. Є., Хващинський А. С., Мусорін А. В., Лисенко А. А., Молодецький В. В. Дослідження нового способу кування великих злитків на основі осадження заготовок з уступами
У роботі запропоновано та досліджено новий спосіб осадження заготовок з конічними виступами. Відносна висота заготовки перед осадкою становила H / D = 3,0. Напружено-деформований стан (НДС) досліджено для визначення рівня та знаку стискаючих напруг у заготовці. Крім того, оцінено параметр напруженого стану в місці розташування осьових дефектів. Визначено ступінь змикання осьового дефекту та величину опуклості. Ці параметри були визначені для різних розмірів діаметрів і висоти. Встановлено, що осадка заготовки з конічними виступами призводить до рівномірного розподілу деформації в тілі заготовки. Під час осадки на бічній поверхні і в осьовій зоні виникають стискаючі напруги внаслідок появи увігнутої форми заготовки. Крім того, спостерігається зменшення розмірів осьових дефектів і опуклість бічної поверхні. Визначено ефективні геометричні параметри заготовки. Встановлено, що зменшення діаметра та збільшення висоти уступів призводить до зменшення опуклості в досліджуваному діапазоні розмірів заготовки. Опуклість збільшується при зменшенні діаметра уступів. «Діжка» розплющується і при подальшій осадці бічна поверхня заготовки набуває форми, наближеної до циліндричної. Відносний діаметр і висота виступів повинні бути d/D = 0,5…0,7 і h/D = 0,4…0,6 відповідно задля закриття дефектів під час осадки. Рекомендований ступінь осадки 50 %. Визначені рекомендації перевірені експериментально під час кування зливка масою 66 500 кг. Отримані експериментальні дані підтвердили результати моделювання методом скінченних елементів (МСЕ). Результати дослідження впроваджено в промисловість.
Посилання
Wang J., Fu P., Liu H., Li D., Li Y. Shrinkage porosity criteria and optimized design of a 100-ton 30Cr2Ni4MoV forging ingot. Mater. Design. 2012. 35, pp. 446-456. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2011.09.056
Zhang X-X., Cui Z-S., Chen W., Li Y. A criterion for void closure in large ingots during hot forging. J Mater Process Tech. 2009. 209(4), pp. 1950-1959.. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.04.051
Markov O.E., Perig A.V., Markova M.A., Zlygoriev V.N. Development of a new process for forging plates using intensive plastic deformation. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. 83 (9-12), pp. 2159-2174. DOI: 10.1007/s00170-015-8217-5 http://doi.org/10.1007/s00170-015-8217-5
Chao Feng, Zhenshan Cui, Mingxiang Liu, Xiaoqing Shang, Dashan Sui, Juan Liu. Investigation on the void closure efficiency in cogging processes of the large ingot by using a 3-D void evolution model. Journal of Materials Processing Technology. 2016. 237 (2016), pp. 371–385. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.06.030
Chao Feng, Zhenshan Cui, Mingxiang Liu, Xiaoqing Shang, Dashan Sui, Juan Liu. Investigation on the void closure efficiency in cogging processes of the large ingot by using a 3-D void evolution model. Journal of Materials Processing Technology. 2016. 237, pp. 371–385. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.06.030
Markov O. E., Gerasimenko O. V., Kukhar V. V., Abdulov O. R., Ragulina N. V. Computational and experimental modeling of new forging ingots with a directional solidification. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2019. 41(8). doi: http://doi.org/10.1007/s40430-019-1810-z
Markov O.E. Forging of large pieces by tapered faces. Steel in Translation. 2012. 42(12), pp. 808-810. doi: http://dx.doi.org/10.3103/S0967091212120054
Markov O., Zlygoriev V., Gerasimenko O., Hrudkina N., Shevtsov S. Improving the quality of forgings based on upsetting the workpieces with concave facet. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. 5 (1-95), pp. 16-24. DOI: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.142674
Lee Y.S., Lee S.U., Van Tyne C.J., Joo B.D., Moon Y.H. Internal void closure during the forging of large cast ingots using a simulation approach. J Mater Process Tech. 2011. 211(6), pp. 1136-1145. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2011.01.017.
