Експериментально-розрахунковий метод визначення функцій пористості при пластичному деформуванні порошкових заготовок на основі заліза
DOI:
https://doi.org/10.37142/2076-2151/2025-1(54)62Ключові слова:
пористе тіло, формозмінення, функція пористості, обробка тиском, холодна пластична деформація, крива течії, напруження, деформації.Анотація
Сивак Р. І., Поліщук Л. К., Бочковой Д. О. Експериментально-розрахунковий метод визначення функцій пористості при пластичному деформуванні порошкових заготовок на основі заліза
Потреба промисловості в отриманні виробів з необхідними експлуатаційними характеристиками привела до появи і розвитку нових технологічних процесів обробки тиском попередньо спечених пористих матеріалів. При дослідженні процесів пластичної деформації пористих тіл велике значення надається визначенню функцій пористості. В статті представлена методика описання механічних характеристик пористих тіл єдиними функціями. Дана методика базується на основних положеннях механіки пластичної деформації пористих тіл і дозволяє отримувати достовірні функції пористості для даного матеріалу, шляхом уточнення теоретичних функцій експериментальними дослідженнями. При цьому експериментальні дані отримували в дослідах на осесиметричну осадку циліндричних зразків без тертя на торцях. Ґрунтуючись на проведених теоретичних дослідженнях отримано функції пористості для матеріалів на основі заліза. Для досліджень застосовували зразки на основі заліза п’яти різних початкових пористостей. В результаті обробки експериментальних даних отримані остаточні вирази для функцій пористості матеріалу заготовки на основі залізного порошку. Також в статті представлена методика розрахунку накопиченої деформації матеріалу основи. Побудовано криві течії для порошкових матеріалів на основі заліза.
Посилання
Sivak, R. I., Polishchuk, L. K., & Xianan, G. (2025). Modeling of mechanical characteristics of copper-based powder materials under their plastic forming to control porosity. Materials Science, 1-9.
Edalati, K., Ahmed, A. Q., Akrami, S., Ameyama, K., Aptukov, V., Asfandiyarov, R. N., ... & Zhu,
Y. T. (2024). Severe plastic deformation for producing superfunctional ultrafine-grained and heterostructured materials: an interdisciplinary review. Journal of Alloys and Compounds, 1002, 174667.
Shtern, M. B., Mikhailov, O. V., Mikhailov, A. O. Generalized Continuum Model of Plasticity of Powder and Porous Materials. Powder Metallurgy and Metal Ceramicsthis link is disabled, 2021, 60(1-2), pp. 20–34.
R. G. Greene, “Theory of plasticity of porous bodies”, Mekhanika, No. 4, 109–120 (1973).
Kuhn H. A., Downey C.L. Deformation characteristics and plasticity theory. Powder Mech. 1971. N1. Р. 15-25.
Shtern, M. B., Kartuzov, E. V. Formation and Propagation of Shock Waves in Highly Porous Materials. Powder Metallurgy and Metal Ceramicsthis link is disabled, 2016, 55(3-4), pp. 134–140.
Kuzmov, A. V., Shtern, M. B., Kirkova, O. G. The Effect of Additional Shear Strains Induced by Die Rotation on the Radial Pressing of Metal Powder Billets. Powder Metallurgy and Metal Ceramicsthis link is disabled, 2020, 59(3-4), pp. 127–133.
Skorokhod, V. V., Shtern, M. B. Rheological Model of Sintering and Viscous Flow of Porous Materials with 2D Defects. Powder Metallurgy and Metal Ceramicsthis link is disabled, 2019, 58(7-8), pp. 399–405.
Midukov, V. Z. Effect of internal stresses on the plasticity criterion of porous metals. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 1991, 30(1), pp. 1–6.
Gogaev, K. A., Voropaev, V. S., Podrezov, Y. N., Koval, A. Y., Yevych, Y. I. Mechanical and fatigue properties of powder titanium strips, obtained by asymmetric rolling. Powder Metallurgy and Metal Ceramicsthis link is disabled, 2017, 56(1-2), pp. 69–77.
Prikhod’ko, I. Y., Dedik, M. A., Gogaev, K. A., Voropaev, V. S., Itsenko, A. I. Finite-Element Optimization of the Asymmetric Rolling Process for Titanium Powder. Powder Metallurgy and Metal Ceramicsthis link is disabled, 2016, 55(1-2), pp. 12–18.
Olevsky, E., Skorohod, V. Deformation aspects of anisotropic-porous bodies sintering. Journal De Physique, 1993, 3(7 pt 1), pp. 739–742.
Петросян Г. Л. Пластическое деформирование порошковых материалов. М. : Металлургия, 1988. 225 с.
Sivack I. O., Sakharov D. V., Babjuck T. I., Sivack R. I. The Determination of Prousity Functions for Sintering Powder Materials. Optimum Technologies, Technologic Systems and Materials in the Machines Building Field. 1998, TSTM-4. Р. 170-175.
Sivac I. O. The evaluation of Deformability of the Porous Bodeis. The Bulletin of Politehnic Institute of Jassi. 1996. XLII(XLVI), N3 - 4. Р. 607 - 611.
Veselovska, N., Sivak, R., Paladiychuk, Y., Bandura, V., Telyatnik, I., Bohatiuk, M., ... & Edl, M. (2024). Kinematic characteristics of deformed porous structures. Journal of Engineering Sciences (Ukraine). Vol. 11 (1): D44–D53.
Edalati, K., Bachmaier, A., Beloshenko, V. A., Beygelzimer, Y., Blank, V. D., Botta, W. J., ... & Zhu, X. (2022). Nanomaterials by severe plastic deformation: review of historical developments and recent advances. Materials Research Letters, 10(4), 163-256.
Sivak, R., Kulykivskyi, V., Savchenko, V., Minenko, S., & Borovskyi, V. (2023). Determination of porosity functions in the pressure treatment of iron-based powder materials in agricultural engineering. Scientific Horizons. 26 (3): 124-134.
Son, S., Lee, J., Asghari-Rad, P., Kim, R. E., Park, H., Jang, J. I., ... & Kim, H. S. (2023). Hierarchically heterogeneous microstructure and mechanical behavior of the multi-materials prepared by powder severe plastic deformation. Materials Research Letters, 11(11), 915-924.
Ternero, F., Rosa, L. G., Urban, P., Montes, J. M., & Cuevas, F. G. (2021). Influence of the total porosity on the properties of sintered materials –a review. Metals, 11(5), 730.
