Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion

Disertație
8/10 (1 vot)
Conține 1 fișier: pdf
Pagini : 66 în total
Cuvinte : 15295
Mărime: 3.06MB (arhivat)
Cost: 6 puncte

Cuprins

Introducere ..4

1. CONSIDERAȚII TEORETICE ASUPRA PROCESULUI DE DEFORMARE PLASTICĂ SEVERĂ ..5

1.1. Noțiuni generale .5

1.2. Nanostructurarea materialelor prin deformare plastică severă ..7

1.3. Procesarea materialelor metalice prin deformare plastică severă ..8

1.4. Influența deformării plastice severe asupra proprietăților fizice ale materialelor metalice ...9

1.5. Influența temperaturii asupra materialelor deformate plastic sever .11

1.5.1. Efectul termic al deformării plastice severe ..11

1.5.2. Transformări de fază în materialul metalic ...11

1.5.3. Recristalizarea ...11

1.6. Clasificarea procedeelor de deformare plastică severă 13

2. METODE DE DEFORMARE PLASTICĂ SEVERĂ ..15

2.1. Procedeul torsiune la presiune ridicată (HPT) .15

2.2. Laminarea cumulativă (repetitivă) în pachet (ARB) ...16

2.2.1. Rolul forței de deformare asupra rafi nării grăunților prin laminare cumulativă ...17

2.2.2. Rezistența legaturilor în multistraturile produse în urma laminării cumulative ...18

2.2.3. Compozitele multistrat produse prin ARB 18

2.3. Extrudarea în canal unghiular cu secțiune constantă (ECAE) .19

2.4. Alte metode de obținere a deformațiilor plastice severe ..21

2.4.1. Procedeul fluxului de divizare liniară ...21

2.4.2. Procedeul de formare incrementală volumică ...21

2.4.3. Compresiune axială multiplă .22

3. PROPRIETĂȚILE ȘI APLICAȚIILE MATERIALELOR METALICE OBȚINUTE PRIN DEFORMARE PLASTICĂ SEVERĂ ...23

4. CONSIDERAȚII TEORETICE ASUPRA METODEI EQUAL CHANNEL ANGULAR EXTRUSION 31

4.1. Principiile teoretice ale finisării granulației prin metoda ECAE .31

4.2. Trasee de deformare plastică in procesul ECAE .33

5. CERCETĂRI CU PRVIRE LA OBȚINEREA STRUCTURILOR FINE PRIN DEFORMARE PLASTICĂ SEVERĂ A ALUMINIULUI ..36

5.1. Instalația de măsurare a deformațiilor .36

5.2. Martița ECAE utilizată pentru cercetare .38

5.3. Proba utilizată pentru cercetare 40

5.4. Descrierea experimentului ...41

5.5. Calculul gradului de deformare in procesul ECAE .53

5.5.1. Calculul gradului de deformare pentru o trecere ECAE ...53

5.6. Studiul microstructurii probei din aluminiu .54

5.6.1. Măsurători de microduritate ..58

6. Concluzii 59

7. Bibliografie 60

Extras din document

Introducere

În prezent, tehnologiile care implică procese de deformare plastică severă a aliajelor metalice, în special a celor fără aport termic, sunt în plină dezvoltare. Avântul acestor procedee de realizare directă a unor produse cu geometrie complexă este determinat, în primul rând, de nivelul atins de știința materialelor, de condițiile generate de criza globală a resurselor materiale și de necesitatea obiectivă de protejare a mediului. [12]

Prelucrabilitatea plastică este o calitate indispensabilă procesării aliajelor metalice prin deformare plastică. Această calitate este strâns legată de proprietățile materialelor, de structura și configurația sculelor și dispozitivelor, precum și de regimurile de lucru. [65] Există mai multe căi pentru evidențierea prelucrabilității plastice a aliajelor metalice. Dintre acestea, două sunt cele mai utilizate în prezent, si anume: metode experimentale și metode de simulare numerică. [49]

Metodele experimentale au fost și rămân sursa de bază de colectare a informațiilor privind deformabilitatea plastică a aliajelor metalice, în condiții prestabilite de formă și dimensiune. Cercetările științifice teoretice și experimentale în domeniul științei materialelor, s-au concentrat în ultimii ani pe îmbunătățirea caracteristicilor mecanice ale aliajelor metalice, prin procedee mecanice de deformare plastică severă. [15]

Procesarea materialelor prin metode de deformare plastică severă poate fi cu ușurință încadrată în categoria investițiilor de capital cu risc înalt. Interesul pentru materialele nanostructurate în volum este justificat de proprietățile fizice și mecanice deosebite obținute în cadrul produselor metalice care posedă asemenea structuri. [64]

Procesarea prin deformare plastică severă reprezintă totalitatea procedeelor de prelucrare a materialelor, prin intermediul cărora, în volumul materialului supus procesului sunt dezvoltate deformații plastice foarte mari, în scopul de a se crea structuri cu grăunți ultrafini (UFG) sau de dimensiuni nanometrice (NG). Această metodă de procesare poate crea nanostructuri uniforme în întreg volumul de material al metalului deformat, având certitudinea obținerii unor proprietăți superioare bine stabilite și fără a-i fi periclitată integritatea mecanică în timpul deformării. [48]

Obiectivul principal al proceselor de deformare plastică severă este de a se obține piese și componente cu proprietăți de rezistență mecanică superioare, dar cu dimensiuni și greutate specifică reduse, fără a provoca alterarea condițiilor de mediu. [17]

1. CONSIDERAȚII TEORETICE ASUPRA PROCESULUI DE DEFORMARE PLASTICĂ SEVERĂ

1.1. Noțiuni generale

Sub acțiunea unor forțe exterioare metalele și aliajele pot suferi deformări elastice și deformări plastice.

Deformarea elastică a materialelor și aliajelor se menține numai în timpul acțiunii unor forțe exterioare capabile să le modifice forma și dimensiunile. La înlăturarea acestor forțe metalul sau aliajul revine la forma și dimensiunile inițiale. [51]

Deformarea plastică a metalelor și aliajelor se produce numai la o animită valoare a forțelor exterioare. Această deformare se menține și după indepărtarea forțelor care a provocat-o.

Metalele și aliajele sunt corpuri solide deformabile care au însușiri elastice și plastice. De aceea, la prelucrarea metalelor prin lovire sau presare ,deformarea plastică este precedată întotdeauna de deformarea elastica. După înlăturarea forței exterioare, deformarea elastică se recuperează și rămîne numai deformarea plastică. La prelucrarea prin deformarea plastică, metalele și aliajele se deformează, în principal, prin două mecanisme, și anume: alunecarea si maclarea. [41]

Alunecarea în rețelele cristaline constă în deplasarea în întregime a unei părți de cristal, în raport cu altele, pe planele de maximă densitate de atomi, numite plane de alunecare, și în direcțiile de alunecare pe care atomii au așezarea cea mai densă. La alunecare, deplasarea se face cu un multiplu întreg de distanțe atomicesi pe un număr mic de plane atomice (1 pînă la 100 plane atomice), fără a distruge coeziunea dintre părțile alăturate ale cristalului. [63] Alunecarea se întâlnește la deformarea monocristalelor și agregatelor policristaline unui număr mare de metale si aliaje în timp ce maclarea are loc numai în cazul anumitor metale și aliaje.

La monocristale, planele de alunecare au aceeași direcție, în schimb la policristale, (adică la metale, și aliaje industriale), direcția planelor de alunecare diferă de la un cristal la altul. Datorită orientării diferite a planelor de alunecare de la un grăunte cristalin la altul, a neomogenității chimice și structurale și a altor factori, procesele de deformare plastică a agregatelor policristaline sînt mult mai complexe decît la monocristale. [6] La început solicitării metalelor și aliajelor mai întâi se deformează cristelele a căror plane și direcții de alunecare se apropie cel mai mult de planele înclinate la 45 față de direcția forței. Pe măsură ce deformarea continuă, alunecarea se produce și în alte plane cu o înclinare mai puțin favorabilă față de direcția solicitării. [88] Din acest punct de vedere plasticitatea metalelor este determinată de capacitatea lor de a produce plane de alunecare. Cu cît un metal are mai multe plane de alunecare, cu atât plasticitatea lui este mai ridicată. [41]

Bibliografie

[1] R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, and I.V. Alexandrov, Prog. Mater. Sci. 45, 102 (2000).

[2] Proceedings of the NATO ARW on Investigations and Applications of Severe Plastic Deformation, NATO Sci. Series, edited by T.C Lowe and R.Z. Valiev (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 2000).

[3] T.C. Lowe and R.Z. Valiev, JOM April 27 (2000).

[4] E.A. Brandes and G.B. Brook, Smithells Metals Reference Book, 7th ed. (Butterworth-Heinemann, Oxford, United Kingdom, 1992), Ch. 22.

[5] E.R. Parker, Materials Data Book for Engineers and Scientists (McGraw-Hill, New York, 1967).

[6] T.G. Nie, J. Wadsworth, and O.D. Sherby, Superplasticity in Metals and Ceramics (Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, 1997).

[7] Tsuji N, Saito Y, Lee SH, Minamino Y (2003) ARB and other new techniques to produce bulk ultrafine grained materials. E.W. Hart, Acta Metall. 15, 351 (1967).

[8] E. Bagherpour, N. Pardis, M. Reihanian, R. Ebrahimi, An overview on severe plastic deformation: research status, techniques classification, microstructure evolution, and applications, Springer-Verlag London Ltd., part of Springer Nature 2018.

[9] N. Hansen and D. Juul Jensen, Phil. Trans. R. Soc. London A 357, 1447 (1999).

[10] V.V. Stolyarov, Y.T. Zhu, I.V. Alexandrov, T.C. Lowe, and R.Z. Valiev, Mater. Sci. Eng. A 299, 59 (2001).

[11] I.V. Alexandrov, Y.T. Zhu, T.C. Lowe, R.K. Islamgaliev, and R.Z. Valiev, Metall. Mater. Trans. 29A, 2253 (1998).

[12] Y. Iwahashi, Z. Horita, M. Nemoto, and T.G. Langdon, Acta Metall. Mater. 45, 4733 (1997).

[13] R.Z. Valiev, E.V. Kozlov, Yu.F. Ivanov, J. Lian, A.A. Nazarov, and B. Baudelet, Acta Metall. Mater. 42, 2467 (1994).

[14] L. Lu, M.L. Sui, and K. Lu, Science 287, 1463 (2000).

[15] A.A. Nazarov, A.E. Romanov, and R.Z. Valiev, Acta Metall. Mater. 41, 1033 (1993).

[16]

[17] Chen, Y.C. et. al. „The effect of extrusion temperature on the development of deformation microstructures in 5052 aluminium alloy processed by equal channel angular extrusion”, Acta Materialia 51, pp. 2005- 2015, 2003.

[18] Becker, R. and Lalli, L.A. „Texture evolution in channel-die compression port: effects of grains which shear”, Textures Microstructural 14-18, pp. 145-150, 1991.

[19] Dyi-Cheng Chen, et. al. „Investigation into cold extrusion of aluminum billets usingthree-dimensional finite element method”, J. Mater. Process.Technol., pp.192- 193, 188- 193, 2007.

[20] Schikorraa, M., et. al. „Microstructure analysis of aluminum extrusion: Prediction of microstructure on AA6060 alloy”, J. Mater. Process. Technol. 201, pp. 156- 162, 2008.

[21] Segal, V.M. „Equal channel angular extrusion: from macromechanics to structure formation”, Materials Science and Engineering A271, pp. 322- 333, 1999.

[22] Segal, V.M. „Methods of stress-strain Analysis in Metalforming”, Sc.D. Thesis, Minsk, 1974.

[23] Krallics, Gy., Malgin, D. and Fodor, A. „Experimental Investigations of the Al 6082 Alloy Subjected to Equal-Channel Angular Pressing”, Materials Science Forum, Vols. 473-474, pp. 129-134, 2005.

[24] Li, Y.J., Blum, W. „Strain rate sensitivity of Cu after severe plastic deformation by multiple compression”, Physica Status Solidi A-Applications and Materials Science, Vol.202, No. 11, pp. 119-R121, 2005, DOI: 10.1002/pssa.200521160

[25] Popa, A. „Extrudarea metalelor și aliajelor”, Editura Lux Libris, Brașov, ISBN 973-96308-8-x, pp. 36-41, 45-54, 1994.

[26] Salishchev, G.A. „Formation of submicrocrystalline structure titanium during successive uniaxial compression in three orthogonal directions”, Nanomaterials by severe plastic deformation, Weinheim, Wiley VCH, pp. 691-700, 2004.

[27] Dyi-Cheng Chen, et. al. „Investigation into cold extrusion of aluminum billets usingthree-dimensional finite element method”, J. Mater. Process.Technol., pp.192- 193, 188- 193, 2007.

[28] Nourbakhsh, S. and Vujic, D. „High strain plane - strain deformation of 70-30 brass in a channel die”, Acta Metall 34, pp. 1083-1090, 1986.

[29] E. Schafler, M.B. Kerber, Microstructural investigation of the annealing behaviour of high pressure torsion (HPT) deformed copper, Materials Scienceand Engineering A xxx (2006) xxx- xxx.

...

Preview document

Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 1
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 2
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 3
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 4
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 5
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 6
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 7
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 8
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 9
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 10
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 11
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 12
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 13
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 14
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 15
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 16
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 17
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 18
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 19
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 20
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 21
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 22
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 23
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 24
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 25
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 26
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 27
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 28
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 29
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 30
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 31
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 32
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 33
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 34
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 35
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 36
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 37
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 38
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 39
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 40
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 41
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 42
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 43
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 44
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 45
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 46
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 47
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 48
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 49
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 50
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 51
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 52
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 53
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 54
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 55
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 56
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 57
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 58
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 59
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 60
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 61
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 62
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 63
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 64
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 65
Deformarea plastică severă a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion - Pagina 66

Conținut arhivă zip

  • Deformarea plastica severa a aliajelor prin metoda equal channel angular extrusion.pdf

Alții au mai descărcat și

Broșarea

Definiţie. Principiul de lucru. Domeniul de utilizare Broşarea este procedeul de prelucrare la care aşchierea este executată de o sculă prevăzută...

Curs Complet la TF (TPF)

Capitolul 1 MATERIALE DE FORMARE 1.1 Nisipuri de turnatorie Nisipul de turnatorie reprezinta componenta de baza a amestecurilor de formare...

Bazele Teoretice ale Coroziunii Metalelor

BAZELE TEORETICE ALE COROZIUNII METALELOR 1. Coroziunea chimica 1.1. Coroziunea chimica în gaze uscate 1.2. Coroziunea chimica în lichide rele...

Linii Tehnologice

1. CONŢINUTUL ACTIVITĂŢII DE PROIECTARE Prin proiectare se înţelege activitatea utilă, care are ca obiect elaborarea complexului de documentaţii...

Definirea si Clasificarea Operatiilor de Deformare. Terminologie si Scheme de Executie

1.1. PREZENTAREA LUCRĂRII 1.1.1. Clasificarea operaţiilor de deformare plastică la rece Operaţiile de prelucrare mecanică prin deformare plastică...

Coroziunea

Coroziunea- consta in distrugerea partiala sau totala a materialelor, in urma interactiuneii cu mediul inconjurator ca rezultat al unor reactii...

Utilaje

1.Calc.rezist la inaintare-in mom.deplasarii corpurilor sau a echipaj. apare o forta.Dc deplasarea are loc la nivelul solului,at forta care treb...

Metalurgia Oțelului

Otelurile sunt aliaje fier-carbon, cu mai putin de 2, 11% C care contin în afara de fier si carbon si alte elemente (Si, Mn. P, S, Cr, Ni, V, Ti,...

Ai nevoie de altceva?

''