Сравнение структуры сплава Д16АТ после статического и высокоскоростного пластического деформирования Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Решетневские чтения

S. V. Besedin, A. S. Sysoev, S. K. Sysoev Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

CHANGING NATURE OF THE FLOW OF ABRASIVE FILLED FLAP AND WHEELS MIXTURES WITH EXTRUSION HONING

The process of the flow of viscoelastic mixtures filled with abrasive, in extrusion honing the details of aircraft is studied.

© Беседин С. В., Сысоев А. С., Сысоев С. К., 2009

УДК 621.983.044.7.001.573

К. Н. Бобин, Н. В. Курлаев Новосибирский государственный технический университет, Россия, Новосибирск

СРАВНЕНИЕ СТРУКТУРЫ СПЛАВА Д16АТ ПОСЛЕ СТАТИЧЕСКОГО И ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Проводится сравнительный анализ результатов электронной микроскопии материала кольцевых образцов, изготовленных методами статического и высокоскоростного пластического деформирования.

При изготовлении деталей летательных аппаратов и других рабочих машин традиционными технологическими процессами в материалах деталей происходят нежелательные изменения структуры (появление пор, микротрещин). Это приводит к уменьшению ресурса и надежности деталей. Одним из способов, позволяющих повысить эксплуатационные свойства, является использование технологий, которые оказывают наименьшие влияние на структуру материалов. Было предположено, что магнитно-импульсная штамповка является такой технологией.

Осуществлялось сравнение структуры материалов после статического и высокоскоростного пластического деформирования образцов кольцевой формы (рис. 1). Статическое деформирование проводилось эластичной средой, а высокоскоростное - импульсным магнитным полем (ИМП). Использовался алюминиевый сплав Д16АТ л.1,5.

1 ■1

(С?

Рис. 1. Геометрические размеры заготовки и кольцевого образца

Статическое деформирование производилось на гидропрессе П-125 с номинальным усилием 100кН в контейнере с эластичной средой марки

СКУ7Л. Высокоскоростное деформирование ИМП осуществлялось с использованием плоского индуктора на магнитно-импульсной установке МИУ-10У. Микроскопия проводилась с помощью сканирующего электронного микроскопа ЬБО-420. Микроскопии подвергались участки на кромке отбортовки (рис. 1, поз. 1) за пределами скин-слоя (0,7...1,2 мм) и основного влияния импульсных токов вдоль проката. Микрошлифы представлены на рис. 2, 3, 4.

Микрошлиф Д16АТ в исходном состоянии показан на рис. 2. Зерна крупные, имеют размеры порядка 30-60 мкм. Кроме зерен сплава есть включения, которые располагаются по границам зерен или вблизи границ зерен.

Рис. 2. Микроструктура сплава Д16АТ (исходный) х2500

Микрошлиф кромки отбортовки образца, который был изготовлен штамповкой эластичной средой, представлен на рис. 3. Видно, что на границе зерен имеются несплошности, у зерен более вытянутая форма по сравнению с материалом в

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

исходном состоянии. Появление несплошностей связано с большими величинами пластических деформаций, порядка 16 %. Для Д16АТ такие величины пластических деформаций при статическом формообразовании - разрушающие. По этой причине все образцы, отштампованные эластичной средой, имеют трещины, которые развивались от кромки отбортовки.

Рис. 3. Микроструктура сплава Д16АТ (штамповка эластичной средой, кромка отбортовки) ><2500

Микрошлиф кромки отбортовки образца, который был изготовлен штамповкой ИМП, показан на рис. 4. Материал имеет совершенно другую структуру. На границах зерен несплошностей практически не наблюдается.

Рис. 4. Микроструктура сплава Д16АТ (штамповка ИМП, кромка отбортовки) ><2500

Меньшее количество расслоений при штамповке ИМП можно объяснить некоторыми причинами. При высокоскоростном пластическом деформировании наблюдается повышение пластичности по сравнению со статическим методом из-за увеличения скорости движения дислокаций. Увеличение скорости движения дислокаций способствует выходу большого количества их на поверхность металла и границы зерен. Кроме того, при прохождении по заготовке импульсов тока большой величины, за счет рассеивания движущихся электронов на дислокациях, происходит появление дополнительной силы, действующей на дислокации и способствующей срыву скоплений дислокаций с различного рода препятствий. Эти факторы способствуют уменьшению структурных изменений в металле при высокоскоростном пластическом деформировании.

Таким образом, штамповка ИМП в сравнении со штамповкой эластичной среды оказывает меньшее влияние на структуру материала.

Библиографический список

1. Хардин, В. Б. О возможности взаимодействия дислокаций с электронным потоком в процессе действия сильных импульсных токов / В. Б. Хардин // Теория и технология обработки металлов давлением : межвуз. сб. Вып. 71. Куйбышев, 1975. С. 86-90.

2. Хардин, В. Б. Исследование изменения структуры и свойств некоторых сплавов при их пластическом деформировании импульсным магнитным полем / В. Б. Хардин, Д. Н. Лысенко // Вопросы технологии производства летательных аппаратов : сб. науч. тр. Вып. 41. Куйбышев, 1970. С. 33-36.

3. Громов, В. Е. Электростимулированная пластичность металлов и сплавов / В. Е. Громов, Л. Б. Зуев, Э. В. Козлов. М. : Недра, 1997.

K. N. Bobin, N. V. Kurlayev Novosibirsk State Technical University, Russia, Novosibirsk

COMPARISON OF D16AT ALLOY MICROSTRUCTURES AFTER STATIC AND HIGH-SPEED PLASTIC DEFORMATION

The difference of microsections of the ring samples material that had static and high-speed plastic deformation is analyzed.

© Бобин К. Н., Курлаев Н. В., 2009