Дослідження нового способу кування великих злитків на основі осадження заготовок з уступами
Ключові слова:
кування, злиток, осадка, осьові дефекти, конічні виступи, закриття дефектів, стискаючі напруги, опуклістьАнотація
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.
