Способ определения оптимальной скорости деформации

(51)5 6 01 К 3 РЕТЕИ ИСА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ1 РИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский институт стали и сплавов(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для определения технологических режимов формообразования металлов в состоянии сверхпластичности.Известен способ определения оптимальной скорости деформации сверхпластичных материалов, включающий испытание образца со скачкообразным изменением скорости деформации, построение завсимостей напряжения течения и показателя скоростной чувствительности от скорости деформации, За оптимальную скорость сверхпластической деформации (СПД) принимают такую, при которой показатель скоростной чувствительности максимален, .Недостатком укаэанного способа яляется то, что оптимальная скорость СПД определяется для структурного состояния материала (размер зерен, их форма и распределение, фазовый состав), которое в процессе испытания претерпевает изменения, следовательно, скорость деформации,определения оптимальной скорости деформации при изготовлении деталей сверхпластическим деформированием, Цель изобретения - повышение информативности и точности определения, Испытывают по меньшей мере два образца со статически различными структурными состояниями, Нагружение осуществляют при различных напряжениях и определяют для каждого из образцов зависимость напряжение - скорость деформации, Скорость деформации, одинаковую для обоих образцов при равных в них напряжениях, принимают в качестве оптимальной скорости деформации, 2 ил. определенная из испытания, будет оптимальной только для условий, эквивалентных условиях испытаний (время нагрева, история нагружения, максимальная степень деформации, напряженно-деформированное состояние), В реальных же процессах обработки металлов давлением в состоянии сверхпластичности такая эквивалентность условий недостижима,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения оптимальной скорости деформации, включающий испытание отдельных образцов при разных скоростях деформации, построение зависимости напряжения течения и показателя скоростной чувствительности ",т скорости деформации при заданных степенях деформации. За оптимальную скорость СПД принимают такую, при которой показатель скоростной чувствительности максимален.В отличие от аналога этот способ позв ляет создать эквивалентные условия с р альными процессами по накоплен10 15 20 25 30 35 40 45 степени деформации. Однако эквивалентность остальных условий испытания условиям реального процесса так же, как и в аналоге, недостижима,Цель изобретения - повышение информативности и точности определения оптимальной скорости деформации.Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем испытание образцов и определение зависимости напряжения течения от скорости деформации, согласно изобретению, испытывают по меньшей мере два образца со статистически различными структурными состояниями, определяют для каждого. из них зависимость "напряжение-скорость деформации", а в качестве оптимальной скорости деформации выбирают скорость деформации, одинаковую для обоих образцов при равных для них напряжениях.Сущность предлагаемого способа состоит в следующем,Изготавливают по меньшей мере два образца, которые затем отжигают с разной продолжительностью выдержки или подвергают сверхпластической деформации с различной степенью деформации для создания в материалах статически различимых структурных состояний, После этого определяют количественную характеристику структуры материала например, средний размер зерна) каждого образца, Если количественные характеристики структуры материала отокженных или деформированных образцов статистически разделимы, проводят при заданной температуре испытания каждого образца или со скачкообразным изменением скорости деформации или на релаксацию нагрузки. Возможно определение зависимости напряжение течения - скорость деформации и методом испытания отдельных образцов с различной скоростью деформации, однако это нецелесообразно ввиду повышения трудоемкости и материалоемкости эксперимента, По результатам эксперимента строят график зависимости напряжения течения от скорости деформации для каждого из образцов, характеризу- .1 ощихся структурными состояниями 11 и 1 г (фиг,1). Оптимальную скорость деформации опт определяют по точке пересечения кривых 0- , Наличие этой точки обусловлено равенством энергетических вкладов в общую деформацию межзеренной и внутризеренной деформаций, которое достигается при едином для различных структурных состояний материала значении скорости деформации, которое и принято в качестве оптимального, Определенное согласно предложенному способу значение оптимальной скорости деформации опт является, таким образом, индифферентной к структурному состоянию, что обеспечивает повышение точности, следовательно,опт не чувствительна к любым измениям структурного состояния, связанными с временем нагрева, историей нагружения, накопленной степенью деформации и напряженно-деформированным состоянием.Напряжение течения кривых солт, соответствующее точке пересечения кривых 0- ф(фиг,1), также является оптимальным, а поддержание его постоянным на протяжении всего процесса СПД обеспечивает деформацию материала с постоянной, оптимальной скоростью деформации, независимо от исходного структурного состояния и его эволюции,Предлагаемый способ определения оптимальной скорости сверхпластической деформации реализован следующим образом.Из листовой латуни ЛЖМц 59-1-1 с уьтрамелкозернистой структурой были изготовлены два образца с размерами рабчей части 14 хбх 0,6 мм. Для получения статически различимых структурных состояний материала образцов, один из них был отожжен при температуре 550 С в течение 15 мин, а другой при этой ке температуре в течение 2,5 ч. Анализ микроструктуры показал, что в результате отжига в первом образце сформировалась структура со средним размером зерна 4,2 мкм, а во втором - 7,3 мкм. Затем каждый образец, подвергали испытанию на релаксацию нагрузки при температуре 550 С на установке, созданной в МИСиС на базе машины 1231 У, По результатам испытания строили зависимость напряжения течения от скорости деформации для каждого образца, характеризующихся структурным состоянием со средним размером зерна 4,2 и 7,3 мкм (фиг.2), Оптимальную скорость деФормации фопт и напряжение те- чения аоот определяли по точке пересечения кривых 0- ф.Таким образом, для латуни ЛЖМц 59-1- 1 4 опт = 0,80 в 1, асголт=55,3 М Па.Использование предлагаемого способа позволяет проектировать технологические режимы на основе СПД, адаптивные к разбросу структурных состояний исходных заготовок, неизбежному в условиях серийного производства, а также гарантировать однозначную оценку производительности процессов СПД при различных исходных и конечных структурных состояниях материала заготовки,Заказ 3922ВНИИПИ Го Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретенияСпособ определения оптимальной скорости деформации при изготовлении деталей сверхпластическим деформированием, включающий испытание образцов материа ла заготовки при различных напряжениях и определение по результатам испытаний оптимальной скорости деформации, отл и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности и точности, испытывают по меньшей мере два образца со статистически различными структурными состояниями, определяют для каждого йз них зависимость напряжение - скорость деформации, а в качестве оптимальной скорости деформации выбирают скорость деформации, одинаковую для обоих образцов при равных для них напряжениях.