Кафедра обробки металів тиском (ДМетІ)

Permanent URI for this community

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14630

UK: Кафедра обробки металів тиском ім. акад. О.П.Чекмарьова (Дніпровський металургійний інститут, ДМетІ) EN: Department of Metal Forming (DMetI)

Browse

Now showing 1 - 20 of 36

Determination of the Deformation Parameters of the Steel Reinforcing Phase inside the Aluminum Matrix during Hot Rolling
(Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine, 2022) Nosko, Maxim I.; Konovodov, Dmytro V.; Samsonenko, Andrii A.; Bobukh, Oleksandr S.
ENG: Purpose. Comparison of deformation parameters during rolling of reinforced composites based on aluminum alloy using braided and expanded steel meshes as a reinforcing phase. Methodology. An experimental study on the effect of pressure on the deformation of the reinforcing phase during rolling of aluminum composites is carried out. A wire mesh and expanded mesh made of stainless steel was used as a reinforcing phase. The effect of deformation on the change in the lattice angle of the reinforcing phase is investigated. Findings. In this work, experimental data on the parameters of deformation of the wire mesh and expanded mesh are obtained. A comparison is made of the shape change in such grids under hot rolling conditions between two aluminum plates, which play the role of a matrix. It is found that the elongation coefficients of the lattice for the experiment with a wire mesh μc is equal to 1.68–2.3, which is greater than the coefficient of elongation of the lattice in the expanded mesh of 1.55–2.2. Therefore, expanded sheets make the best reinforcing layer for aluminumbased composites produced by the rollbonding process. Expanded mesh also reduces the risk of rupture at the intersection of wires. Originality. In the work, for the first time, a comparison of the deformation parameters during roll bonding of composites based on an aluminum alloy, reinforced with a braided and expanded steel mesh, has been given. Obtaining composite materials by means of hot roll bonding requires an understanding of the flow of composite components during deformation and their influence on each other. These peculiarities have not been studied sufficiently. Currently, there is no reliable method for predicting the behavior of the material of a solid reinforcing phase of various shapes inside a composite. Practical value. Advantages of using an expanded steel mesh for reinforcing aluminumbased composites have been confirmed. Scientific results can be used to refine calculating methods for metal flow at high hydrostatic pressure with variable components of the stress tensor and the major stresses.
Effect of Fullerene-Like Nanoparticles on the Tribological Properties of Industrial Lubricants for Steel Rolling
(Khmelnytskyi National University, 2022) Kartun, I. M.; Remez, Oleg A.; Haidai, O. O.; Spaska, O. A.; Yanchenko, O. B.; Pyliavsky, V. S.; Polunkin, Ye.V.
ENG: The paper shows the results of studying the possibility of using fullerene-like nanoparticles as a lubricating additive in the composition of technological lubricant MT-216 M. The lubricity properties were evaluated on a laboratory rolling mill DUO-180 during cold rolling of strips of steel 08kp. The rolling force, the coefficient of friction in the deformation zone were measured, the values of the elongation coefficient and the parameter reflecting the costs of the rolling force per unit deformation of the metal were calculated.
Estimation of Glass Lubricant Viscosity for Hot Extrusion of Cr-Ni Steel and Ni Alloy Tubes
(Dnipro University of Technology, 2022) Medvedev, Michael; Shyfrin, Yevgen; Frolov, Yaroslav; Bobukh, Oleksandr
ENG: Purpose. Estimation of optimal viscosity of a glass lubricant for chromium-nickel steel tube extrusion depending on the deformation resistance, chemical composition of metal and the temperature, degree and rate of deformation. Methodology. To determine the force conditions for tube extrusion, a complex factor of deformation resistance was used, which consists in estimating the value of deformation resistance under the basic process parameters of extrusion plants and its refinement depending on the deviations of heating temperature and wall thickness of billets as well as the degree and rate of deformation from the base conditions. Findings. The dependence of basic values of deformation resistance on the percentage of alloying elements (Ni + Cr) in steels has been found. With the addition of hardening alloying elements (Mo, W, V, Nb) into the alloy steel, its deformation resistance increases in proportion to their percentage. Analytical expressions for calculating the base values of deformation resistance for different extrusion plants have been obtained. Originality. For the first time, the principles governing estimation of the optimal viscosity of glass lubricants based on the chemical composition of steel to be formed, its temperature and the degree and rate of deformation of the blank, thickness of the lubricating layer and geometric dimensions of the tool (die) in hot extrusion of tubes have been established. Practical value. The use of the results of calculation according to the developed method will make it possible to increase the surface quality of tubes manufactured by extrusion and reduce the volume of their subsequent machining.
Influence of Solidification Rates and Heat Treatment on the Mechanical Performance and Joinability of the Cast Aluminium Alloy Alsi10mg
(German Academic Society for Production Engineering (WGP), 2022) Neuser, M.; Grydin, O.; Frolov, Yaroslav; Schaper, Mirko
ENG: In modern vehicle chassis, multi-material design is implemented to apply the appropriate material for each functionality. In spaceframe technology, both sheet metal and continuous cast are joined to castings at the nodal points of the chassis. Since resistance spot welding is not an option when different materials are joined, research is focusing on mechanical joining methods for multi-material designs. To reduce weight and achieve the required strength, hardenable cast aluminium alloys of the AlSi-system are widely used. Thus, 85–90% of aluminium castings in the automotive industry are comprised of the AlSi-system. Due to the limited weldability, mechanical joining is a suitable process. For this application, various optimisation strategies are required to produce a crack-free joint, as the brittle character of the AlSi alloy poses a challenge. Thus, adapted castings with appropriate ductility are needed. Hence, in this study, the age-hardenable cast aluminium alloy AlSi10Mg is investigated regarding the correlation of the different thicknesses, the microstructural characteristics as well as the resulting mechanical properties. A variation of the thicknesses leads to different solidification rates, which in turn affect the microstructure formation and are decisive for the mechanical properties of the casting as well as the joinability. For the investigation, plates with thicknesses from 2.0 to 4.0 mm, each differing by 0.5 mm, are produced via sand casting. Hence, the overall aim is to evaluate the joinability of AlSi10Mg and derive conclusions concerning the microstructure and mechanical properties.
Laser Beam Melting of Functionally Graded Materials with Application-Adapted Tailoring of Magnetic and Mechanical Performance
(Elsevier, 2021) Andreiev, Anatolii; Hoyer, Kay-Peter; Dula, Dimitri; Hengsbach, Florian; Grydin, Olexandr; Frolov, Yaroslav; Schaper, Mirko
ENG: The processing of functionally graded materials (FGMs) using laser beam melting (LBM) is a promising technique for increasing the efficiency of conventional machine components, especially for e-mobility. Therefore, the aim of the current study is to prove the manufacturability of tailored mechanical and magnetic properties in a rotor for an electric motor. For this purpose, the design of additively manufactured rotors with application-adapted tailoring of the properties in the same component using FGM was proposed. The first step was to investigate whether the FGM of the components, i.e. soft-magnetic steel for the rotor core and high-strength steel for the rotor shaft ends, are suitable for machining by LBM. Subsequently, multi-material samples of the two investigated steel types with their different arrangement were processed by LBM. Furthermore, post-processing heat treatments and their effects on the microstructure and resulting magnetic properties as well as the mechanical performance of mono- and multi-material samples were analyzed. The combination of LBM and an additional post heat treatment enables both the formation of a good adhesive bond between the two alloys and the desired tailoring of the properties in the FGMs investigated.
Method for Determining the Kinematic Parameters of Longitudinal Pass Rolling
(Metallurgzidad, Russia, 2021) Shifrin, Yevgen; Kvitka, N. Yu.
ENG: A new generalized method for calculating the rolling radius is developed. It is based on an analysis of the real shape of the neutral line in the deformation zone provided that the workpiece in equilibrium under the forces applied to it. It is established that there can be four characteristic positions of the neutral line within the contact surface between the roll and the workpiece. The particular case where the neutral line lies in a plane parallel to the rolling axis and the calculated rolling radius is effective is considered. The actual and effective rolling radii in the case of plugless rolling of pipes in oval roll passes are calculated and compared. A best-fit formula for correcting the calculated values of the effective rolling radius is obtained.
Patterning of Surfaces for Subsequent Roll Bonding in a Low-Oxygen Environment Using Deformable Mesh Inlays
(MDPI, 2023) Frolov, Yaroslav V.; Bobukh, Oleksandr S.; Samsonenko, Andrii A.; Nürnberger, Florian
ENG: Efficient roll bonding for the manufacturing of clad strips not only requires surface activation but also is improved by a surface patterning to reduce the initial contact area. This increases contact stresses and facilitates a joining without an increasing rolling force. Experiments to pattern surfaces with deformable inlays during cold rolling for a subsequent bonding in low-oxygen atmosphere were carried out using two types of rolling mills, two types of inlays and two types of assemblies. Digital twins of selected experiments were created by means of the FE simulation software QForm UK 10.2.4. The main set of rolling parameters, which play a significant role during formation of the pattern shape considering deformation of the patterning tool, were investigated. The pilot roll bonding of patterned components under vacuum conditions, provided using vacuum sealer bags, allowed for an experimental realization of this approach. The concept technological chain of roll bonding in a low-oxygen or oxygen-free environment comprises the following stages: roll patterning; surface activation and sealing of the strips in a vacuum bag; subsequent roll bonding of the prepared strips inside the protective bag. The difference between the shape of the pattern created and the initial shape of the mesh insert can be quantitatively described by the change of its angle. This difference reaches maximum values when smaller rolls are used with increased rolling reductions. This maximum value is limited by the springback of the deformed insert; the limit is reached more easily if the inlay is not positioned on the rolling plane.
Roll Bonding of Al-Based Composite Reinforced with C10 Steel Expanded Mesh Inlay
(MDPI, Switzerland, 2021) Frolov, Yaroslav; Nosko, Maxim; Samsonenko, Andrii A.; Bobukh, Oleksandr; Remez, Oleg
ENG: The most complex issue related to the design of high efficiency composite materials is the behavior of the reinforcing component during the bonding process. This study presents numerical and experimental investigations of the shape change in the reinforcing inlay in an aluminum-steel mesh-aluminum composite during roll-bonding. A flat composite material consisting of two outer strips of an EN AW 1050 alloy and an inlay of expanded C10 steel mesh was obtained via hot roll bonding with nominal rolling reductions of 20%, 30%, 40% and 50% at a temperature of 500 °C. The experimental procedure was carried out using two separate rolling mills with diameters equal to 135 and 200 mm, respectively. A computer simulation of the roll bonding was performed using the finite element software QForm 9.0.10 by Micas Simulations Limited, Oxford, UK. The distortion of the mesh evaluated via the change in angle between its strands was described using computer tomography scanning. The dependence of the absorbed impact energy of the roll bonded composite on the parameters of the deformation zone was found. The results of the numerical simulation of the steel mesh shape change during roll bonding concur with the data from micro-CT scans of the composites. The diameter of rolls applied during the roll bonding, along with rolling reduction and temperature, have an influence on the resulting mechanical properties, i.e., the absorbed bending energy. Generally, the composites with reinforcement exhibit up to 20% higher impact energy in comparison with the non-reinforced composites. View Full-Text.
Transformation of the Kirigami-Type Deformable Inlay during Roll Bonding
(Dnipro University of Technology, Dnipro, 2025) Frolov, Yaroslav V.; Konovodov, Dmytro V.; Bobukh, Oleksandr S.; Boiarkin, V.
ENG: Purpose. To quantitatively analyze the deformation of kirigami-type deformable inlays during the roll bonding process using soft outer matrices, with the goal of predicting their behavior within the composite structure. Methodology. The research involved the fabrication of three-layer composite sheets through roll bonding. Expanded meshes made of mild steel and stainless steel served as the inlay phase, while copper and aluminum alloy sheets were employed as matrix materials. The transformation of the inlay phase within the composite sheets was evaluated. Findings. The experimental investigation yielded data on the deformation behavior of kirigami-type inlays embedded within three-layer sheets during roll bonding. It was observed that using an aluminum matrix induces greater axial metal flow in the deformation zone, leading to a significant increase in the mesh distortion angle. A copper matrix primarily causes flattening of the mesh cells with minimal changes to their angular deformation. In contrast, rolling the steel mesh without a matrix results in negligible angular distortion until the rolling reduction exceeds 50 %. Originality. This study represents the first quantitative analysis of the geometric transformation of kirigami-type deformable inlays as a function of deformation magnitude and matrix material properties during roll bonding. Understanding the shape transformation of the reinforcing phase within the composite sheet enables more accurate prediction of the contact area between the matrix materials during the bonding process. Practical value. The findings of this research provide a basis for predicting the final geometry of kirigami structures within composite materials.
Автоматизований розрахунок параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Коноводов, Дмитро Володимирович; Бояркін, Вячеслав Володимирович; Маслов, Дмитрій Олександрович
UKR: Мета. Підвищення точності та швидкості розрахунку режимів обтисків, енергосилових, кінематичних та температурних параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах. Методика. Аналіз моделей напружень тертя для підвищення рівня працездатності моделі процесу холодної прокатки. Обґрунтування моделі для визначення напружень тертя при холодній прокатці, з метою підвищення точності прогнозування нормальних контактних напружень, енергосилових, кінематичних та температурних параметрів процесу. Результати. Представлено аналіз моделей напружень тертя, що використовують при розробці програм моделювання процесів обробки металів тиском. Показано, що застосування некоректних моделей напружень тертя, призводить до некоректного визначення нормальних контактних напружень та інших параметрів процесу пластичної деформації. З використанням обґрунтованої математичної моделі запропоновано програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб. Наукова новизна. Встановлено застосування некоректних моделей для визначення напружень тертя на контакті валків та штаби в програмах розрахунку процесів обробки металів тиском. Запропоновано програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах. Практична значущість. Результати, представлені в роботі, дають можливість використовувати програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб для розробки режимів обтисків на безперервних станах. Використання програми дозволяє приймати рішення про зміну параметрів технології з метою оптимізації та інтенсифікації режимів обтисків на стані.
Аналіз впливу хімічного складу на температуру фазових перетворень при гарячій прокатці профілів із заданим рівнем механічних властивостей
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Корнєв, С. В.; Фролов, Ярослав Вікторович; Бобух, Олександр Сергійович
UKR: У дослідженні розглянуто моделювання структурних перетворень та формування оптимальних мікроструктур у сталях, оброблених сучасними методами термічної обробки. Математичний опис фазових перетворень базується на теорії зародження і росту зерна, використанні термокінетичних діаграм та прогнозуванні розвитку мікроструктури. Особливу увагу приділено процесу загартування з частковим темперуванням (Q&P), який забезпечує формування багатофазних мікроструктур з оптимальним співвідношенням мартенситу та залишкового аустеніту. У роботі наголошується на важливості вибору методів охолодження для досягнення необхідних властивостей сталі. Зокрема, водно-повітряне спрейерне охолодження продемонструвало високу ефективність у відведенні тепла та можливість адаптації до складої геометрії деталі. Експериментальні дослідження показали, що сталь 22MnB5, оброблена за технологією Q&P, досягає покращених механічних властивостей — міцності (Rm = 1045 МПа) та відносного подовження (A = 10,8 %) — при зменшеному вмісті легувальних елементів порівняно з традиційними методами.
Аналіз формозміни сталевих сіток в алюмінієвому композиті в процесе прокатки-з’єднання
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Носко, М. І.; Коноводов, Дмитро Володимирович; Самсоненко, Андрій Анатолійович; Бобух, Олександр Сергійович
UKR: Мета. Порівняти деформацію армованих композитних матеріалів з алюмінієвого сплаву з використанням у якості фази армування плетеної та просічно-витяжної сталевої сітки. Методика. Було виконано експериментальне дослідження впливу величини висотної деформації пакета на деформацію сталевої сітки, що використовується у якості фази для армування, під час прокатки алюмінієвих композитів. В якості фази для армування використовували дротяну та просічно-витяжну сітку з нержавіючої сталі. Після прокатки досліджували вплив деформації на зміну кута комірки сітки в середині композиту. Результати. Встановлено вплив висотної деформації на зміну форми та деформацію сталевої сітки між двома листами алюмінію в процесі спільної прокатки. Показано, що просічно-витяжна сітка є кращім шаром для армування композитів на основі алюмінію, отриманих методом прокатки, оскільки її коефіцієнти подо в- ження нижчі, ніж у дротяної сітки. При цьому встановлено, що раціональне обтиснення при прокатці -з’єднанні становить понад 30%. Більш низьке обтиснення майже не викликає змін в розмірі ґраток, а деформація армованої сітки здійснюється лише за рахунок подовження і стиснення дротів. Наукова новизна. Представлене дослідження є оригінальним, так як вперше проведено порівн яння параметрів деформації фази армування під час прокатки композитів на основі сплаву алюмінію AA1050, армованого плетеною та просічно-витяжною сталевою сіткою. Практична значущість. Практична цінність представлених наукових результатів полягає в тому, що вони можуть бути використані для вдосконалення методів розрахунку течії металів з різними значеннями опору деформації при спільній пластичній деформації в умовах високого гідростатичного тиску.
Вдосконалення конструкції промковша машини безперервного лиття круглої заготовки за допомогою чисельного моделювання
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Швець, Олександр Володимирович; Коноводов, Дмитро Володимирович; Петров, Олександр Дмитрович; Ліснича, Тетяна Євгенівна
UKR: У зв’язку з суттєвим підвищенням вимог до чистоти круглої безперервнолитої заготовки, що використовується для виробництва особливо відповідальних виробів (коліс для залізничного транспорту, труб спеціального призначення), необхідні комплексні технологічні рішення щодо підвищення якості сталі, насамперед за рахунок зниження кількості та розміру неметалевих включень. При цьому проміжний ковш, як останній агрегат з вогнетривкою футеровкою, відіграє особливу роль завдяки видаленню включень шляхом оптимізації потоків рідкої сталі. Оскільки схема потоків металу в проміжному ковші є базовою складовою їх продуктивності, метою цього дослідження була оцінка та оптимізація гідродинаміки всередині чотириструмкового проміжного ковша шляхом комплексного підходу до зміни його внутрішньої геометрії. Для забезпечення оптимальних умов щодо видалення неметалевих включень, необхідно в першу чергу забезпечити довготривалий контакт металу зі шлаком як за рахунок направленості потоків металу до поверхні розподілу метал-шлак, так і за рахунок збільшення часу перебування металу в проміжному ковші. Основна увага щодо регулювання потоку металу в об’ємі проміжного ковша історично приділяється конструктивним та технологічним особливостям металоприймачів у зоні надходження металу із стальковша для зниження турбулентних потоків. Тому в рамках проведених досліджень акцент був зроблений на оцінці змін потоків рідкої сталі в об’ємі промковша за рахунок використання інших додаткових «модифікаторів» потоків, таких як скімери та перегородки. Слід зауважити, що окрім впливу на розподіл потоків, була проведена оцінка можливого впливу змін на запобігання надмірній ерозії вогнетривкої футеровки проміжного ковша. Для оцінки використовувалось чисельне моделювання методом кінцевих елементів за допомогою комерційного програмного забезпечення Thercast від компанії Transvalor (Франція). Результати фактичної оцінки наявності неметалевих включень у готових виробах показали суттєве зниження інтервалу наявних включень з початкових 50-100 мкм до 20-50 мкм зі стійкою тенденцією щодо зменшення кількості включень після впровадження змін.
Вплив вихідної мікроструктури сплаву системи Al-Mg-Sc на утворення дефектів гарячекатаних штаб
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Коноводов, Дмитро Володимирович; Андреєв, Віталій Валерійович; Маслов, Дмитрій Олександрович
UKR: Актуальною проблемою сучасного виробництва у транспортній промисловості є забезпечення експлуатаційної надійності та довговічності виробів. Основною тенденцією сучасного розвитку транспорту є підвищення вимог до службових властивостей матеріалів. Це дозволяє забезпечити зменшення обсягів використання таких матеріалів та знизити масу виробів. В роботі розглянуто алюмінієві сплави системи Al-Mg-Sc, як клас матеріалів, що успішно застосовуються в техніці. Висока питома міцність алюмінієвих сплавів збільшує вантажопідйомність і зменшує експлуатаційні витрати пересувного транспорту. Висока корозійна стійкість матеріалу подовжує терміни експлуатації, розширює асортимент товарів, що перевозяться, включаючи рідини і гази з високою агресивної концентрацією. Сплави системи Al-Mg-Sc мають високу міцність, стійкість до корозії та гарно зварюються. У сучасному металургійному виробництві високу частку заготовок та виробів з вищевказаних сплавів, одержують методами обробки металів тиском. В даній роботі розглянуто процес прокатки, як вид обробки металів тиском, що має найбільшу продуктивність. Використання процесів обробки металів тиском при виготовленні заготовок та виробів відповідального призначення обумовлено можливістю отримання високих механічних властивостей матеріалу. Однак забезпечення високих механіко-експлуатаційних властивостей виробу залежить від рівномірності і ступеня проробки структури матеріалу. Це, в свою чергу, пов’язано з технологічними параметрами процесу прокатки такими, як ступінь та швидкість деформації, схеми головних напружень і деформацій, температурний інтервал обробки, швидкість охолодження тощо. Однак сплави алюмінію системи Al-Mg-Sc з вмістом магнію на рівні 5-6 % мають невисоку пластичність, що утруднює їх пластичну деформацію. Прийнято вважати, що для успішного проведення гарячої пластичної деформації необхідно створити найбільш сприятливі умови деформації. Експериментальні дослідження, які представлено в роботі, показали, що крім сприятливих умов деформації, на якість кінцевого продукту впливає мікроструктура металу вихідної заготовки. В роботі виконано аналіз мікроструктури зразків зі сплаву алюмінію 01570. На підставі аналізу встановлено наявність особливостей мікроструктури вихідної заготовки. Співставлення дефектів поверхні штаб після гарячої прокатки з результатами металографічного аналізу зразків, відібраних до та після прокатки, дозволило зробити висновки про вплив вихідної мікроструктури алюмінієвого сплаву на утворення цих дефектів.
Дослідження впливу довжини зони калібрування монолітної волоки на нерівномірність деформації при виробництві низьковуглецевого дроту
(Український державний університет науки і технологій, ННІ ≪Інститут промислових та бізнес технологій≫, ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2024) Коноводов, Дмитро Володимирович; Бояркін, Вячеслав, Володимирович; Бойко, Максим Геннадійович; Івлєв, Олександр Михайлович
UKR: Значну частину в номенклатурі метизів, що виробляються, складає дріт з низьковуглецевих марок сталей. В стандартах, за якими постачається дріт, регламентуються межі його механічних властивостей. На рівень механічних властивостей впливає нерівномірність деформації металу під час процесу волочіння. Одним з основних параметрів, який впливає на нерівномірність деформації металу є конфігурація робочого інструменту, а саме довжина робочої зони та зони калібрування. Виробники інструменту надають відповідні рекомендації з вибору довжини зони калібрування в залежності від діаметра дроту. На підприємствах, у волоках, які були зношені під час попереднього волочіння, розточують зону калібрування до необхідного розміру по діаметру. З огляду на сталість довжини волоки це призводить до зміни співвідношення між довжинами робочої зони та зони калібрування і, як наслідок, до зміни рівня нерівномірності деформації. Рівень механічних властивостей дроту визначають переважно за допомогою результатів експериментальних досліджень, що призводить до значних витрат матеріалу і енергії. В роботі з використанням комп’ютерного моделювання методом скінчених елементів, досліджено вплив довжини зони калібрування на нерівномірність деформації при волочінні дроту зі сталі 1030діаметром 1,85 мм.
Дослідження впливу параметрів процесу гарячого пресування корозійностійких труб на зношування матричних кілець за допомогою комп’ютерного моделювання
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Пінчук, Вікторія Леонідівна; Самсоненко, Андрій Анатолійович; Бобух, Олександр Сергійович; Кузьміна, Ольга Михайлівна; Корнєв, С. В.; Фролов, Ярослав Вікторович
UKR: Мета. При експлуатації інструменту, зокрема у технологічному процесі пресування корозійностійких труб, одним з основних видів руйнування є зношування. Встановлено, що 85 ... 90% інструменту, що використовується в процесах обробки тиском, виходить з ладу в результаті зносу і тільки 10 - 15% з інших причин. Зношування – процес руйнування і відділення матеріалу з поверхні інструменту та/або накопичення його залишкової деформації при терті, який проявляється у поступовій зміні розмірів й форми інструменту. Наразі процес зношування та зносостійкість інструменту часто вивчається за допомогою комп'ютерного моделювання. Часто комп'ютерне моделювання використовується також як перший етап перед випробуванням досліджуваного процесу в лабораторних та виробничих умовах. Методика. Дана робота присвячена моделюванню процесу пресування труб за допомогою ПП QForm UK 10 і дослідженню впливу параметрів технологічного процесу на розподіл тиску та температур на контакті з а- готовки та матриці для оцінки зносу матриці. Результати. Теоретично досліджено вплив коефіцієнту витяжки, початкової температури заготовки та швидкості руху прес-штемпеля на зношування матричного кільця та силу пресування під час процесу пресування труб розмірами 60×14 мм та 60×8 мм зі сталі 08Х18Н10Т. Дослідження проведено за методикою повнофакторного експерименту 23. Наукова новизна. Отримано регресійні залежності максимальних значень параметрів зношування матриці та сили пресування від вищезазначених факторів. Досліджено розподіл температури, тиску та зношування на робочій поверхні матриці. Практична значущість. Визначено, що основну долю (≥ 90 %) значення сумарного зношування матриці складає зношування від тиску. Також визначено, що ділянки розподілу максимальних значень зношування та максимальних значень тиску не співпадають. Додатковий аналіз результатів моделювання дозволяє висунути гіпотезу про спільний вплив інтенсивності деформації (або ступеню деформації) та відносної швидкості заготовки на контакті з інструментом на зношування. Дана гіпотеза потребує подальшої теоретичної та експериментальної перевірки.
Дослідження зміни товщини алюмінієвих та магнієвих штаб при спільній пластичній деформації прокаткою
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2023) Коноводов, Дмитро Володимирович; Наконечний, Владислав Ігорович
UKR: Магнієві сплави мають хороші механічні властивості для застосування в автомобільній та аерокосмічній промисловості, де важливе зменшення ваги. На жаль, магнієві сплави дуже схильні до корозії, що обмежує їх використання. Одним із способів запобігання корозії є захист магнієвих шарів стрічкою з алюмінієвого сплаву. У цьому дослідженні методом спільного гарячого пластичного деформування на прокатному стані отримано тришарові смуги зі сплаву алюмінію та магнію. За допомогою оптичного мікроскопа досліджено зміну товщини шарів алюмінію та магнію після пластичної деформації. Аналіз деформації шарів в середині тришарових смуг показав, що при заданому ступені деформації 50 % шари магнієвого сплаву отримали меншу відносну деформацію, ніж шари алюмінієвого сплаву. Ця залежність встановлена як для пакетів товщиною 8 мм, так і для 12,8 мм.
Дослідження корозійної стійкості ливарної триботехнічної бронзи БрО3А3
(УДУНТ, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2024) Узлов, Костянтин Іванович; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Реп'ях, Сергій Іванович; Ковзік, Анатолій Миколайович; Ремез, Олег Анатолійович
UKR: Постановка проблеми. Бронзи були та залишаються основним матеріалом для виготовлення підшипників тертя, антифрикційних та корозійностійких деталей, що працюють в умовах високих навантажень, у хімічно активних середовищах, за низьких та підвищених температур, в умовах кавітації, ерозії тощо. Тобто безперервний розвиток техніки потребує від антифрикційних бронз постійного підвищення їх корозійної стійкості як фактора, що дозволить значно розширити сферу їх застосування, підвищити довговічність та надійність литих виробів із них. Мета. На основі аналізу взаємозв'язку корозійних пошкоджень із хімічним складом порівняти корозійну стійкість бронзи БрО3А3 із корозійною стійкістю бронз марок БрА5, БрА9Ж3Л та БрО5Ц5С5, як матеріалів, що найчастіше використовуються у промисловості для виготовлення деталей, які працюють у вузлах тертя та хімічно активних середовищах. Методика. Сплави для виготовлення зразків готували шляхом сплавлення первинних шихтових матеріалів технічної чистоти. Плавки проводили в індукційній печі з використанням графітового тигля і деревного вугілля як покривного матеріалу. Дослідження корозійної стійкості литих зразків бронз здійснювали відповідно до вимог ISO 7384:2001, ISO 11845:1995 та ГОСТ 9.308-85. Корозійну стійкість досліджуваних зразків оцінювали за результатами відносної втрати їх маси під час витримки протягом 90 діб у клімат-камері за відносної вологості повітря 93 ± 3 % та температури 40 ± 2 °С, у морській та прісній воді з температурою 20...22 °С. Висновки. Бронза БрО3А3, із-поміж досліджених ливарних бронз, характеризується найкращим рівнем антикорозійних властивостей в усіх використаних у дослідженнях середовищах. У зв’язку з чим це є підставою рекомендувати досліджену бронзу для виготовлення литих деталей триботехнічного призначення, які працюють на повітрі, у прісній або морській воді.
Дослідження параметрів зони деформації при багатоканальній кутовій екструзії
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2022) Зубко, Юрій Юрійович; Фролов, Ярослав Вікторович; Кузьміна, Ольга Михайлівна; Самсоненко, Андрій Анатолійович; Бобух, Олександр Сергійович
UKR: В роботі наведено результати досліджень сучасного процесу багатоканальної кутової екструзії. Метою дослідження є визначення особливостей зони деформації та пластичного плину металу в даному процесі. Експериментальну частину дослідження здійснено шляхом аналізу викривлення координатної сітки в зоні деформації після закінчення процесу. Аналіз сітки дозволив виокремити певні елементи зони деформації. Розроблений інструмент, що забезпечує проведення багатоканальної кутової екструзії. Особливістю розробленого інструменту є те, що матриця інтегрована у контейнер і виконується розбірною. Встановлено, що центральні шари металу деформуються легше, а шари, потік яких сповільнюється внаслідок контактного тертя між інструментом та заготовкою, деформуються із затримкою. За допомогою експериментальних даних підтверджено адекватність розробленої в програмі QForm © математичної моделі процесу. Дану математичну модель буде використано для подальших досліджень.
Дослідження підшипників рідинного тертя робочих клітей 630 стану 550
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Самсоненко, Андрій Анатолійович; Гануш, Василь Іванович; Бергеман, Сергій Володимирович
UKR: Аналіз експлуатації підшипників рідинного тертя (ПРТ) станів 630 показав, що втрати мастила на клітях 630 досягають до 10 тонн за рік. Причиною цього є недосконалість конструкції ущільнення, а це в свою чергу не забезпечує необхідний режим змащування ПРТ і призводить до високоінтенсивного зносу поверхонь втулки та вкладиша підшипника. Що призводить до виходу з ладу ПРТ раніше встановленого строку заміни втулки та вкладиша. Метою дослідження є визначення навантаженості ПРТ шляхом математичного моделювання для визначення енерго-силових параметрів прокатки на прикладі швелеру No14, визначення коефіцієнту тертя, дослідження процесу зносу поверхні втулки та вкладиша ПРТ та надання рекомендації, щодо можливого шляху удосконалення ущільнення ПРТ клітей 630. Розрахунок піддвердив перехід до граничного тертя при зносі до радіального зазору в 4 мм, що спостерігалось при експлуатації ПРТ. Запропонована удосконалена конструкція ущільнень з використанням V-подібних манжет.

Browse

Browsing Кафедра обробки металів тиском (ДМетІ) by Title

Results Per Page

Sort Options