Процес гідроекструзії як наслідок виникнення гідродинамічного стану матеріялу в полі зовнішнього концентратора напружень
П. Ю. Волосевич$^{1}$, Д. Л. Ващук$^{1}$, О. А. Давиденко$^{2}$
$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Донецький фізико-технічний інститут ім. О. О. Галкіна НАН України, просп. Науки, 46, 03028 Київ, Україна
Отримано: 22.02.2020; остаточний варіант - 02.06.2020. Завантажити: PDF
Мета роботи полягала у побудові відсутньої на сьогодні фізико-механічної моделі процесу циклічної гідроекструзії. Представлена модель створена на підґрунті сучасних уявлень механіки і фізики металів про принципи й закономірності росту та релаксації напружень у вершинах концентраторів, не тільки завжди присутніх всередині реальних металічних матеріялів, а й зовнішніх, представлених у випадку гідроекструзії формоутворювальними матрицями. Експериментальну частину роботи виконано на інварних стопах Fe–Ni–C з вмістом Карбону 0,03% та 1,23% в умовах гідростатичних тисків до 1,6 ГПа. Методами металографії, електронної мікроскопії та дюрометрії досліджено особливості формування структури поверхонь та механічні властивості хвостових частин зразків у випадках завершеного та незавершеного останнього циклу двох проходів гідроекструзії. Одержані результати демонструють роль зовнішнього концентратора напружень в утворенні та взаємодії зон пластичних та пружних релаксацій, а також гідродинамічного стану матеріялу вздовж поверхонь та всередині зразків залежно від величини тиску в контейнері екструдера. Поява гідродинамічного стану зменшує сили тертя вздовж стінок матриці, що полегшує (робить можливим) процес гідроекструзії з одного боку, а з другого — забезпечує вихід (викидання) вздовж циліндричної поверхні зразка матеріялу у напрямку його хвостової частини на прикінцевому етапі останнього циклу проходу. У випадку незавершеного проходу цей процес відбувається в умовах значно меншого послаблення тримкості хвостової частини. Це супроводжується випинанням її поверхні в екструдері через тиск гідродинамічного стану з середини зразка та утворенням значно зміцненої «головки», яка зупиняє екструзію. Результати, одержані за запропонованою моделлю, добре збігаються з експериментальними і теоретичними даними, що дозволяє прогнозувати процеси, які відбуваються.
Ключові слова: гідроекструзія, інвар, концентратори напружень, гідродинамічний стан, крихке руйнування, тертя.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i08/1149.html
PACS: 61.72.Lk, 62.20.-x, 62.20.M-, 62.50.-p, 81.40.Vw, 83.50.Uv, 83.60.Uv