Удосконалення процесу осадження масивних заготовок для виготовлення деталей енергетичного машинобудування
Ключові слова:
кування, осадження, злиток, внутрішній дефект, масивна деталь, чотирипроменева заготовка, увігнуті грані, МСЕ, параметр напруженого стану, напруження стисканняАнотація
Актуальність теми дослідження. Технологічні процеси кування масивних поковок відповідального призначення потребують точного встановлення технологічних режимів процесу деформування. Це потрібно для забезпечення високої якості та оптимальних витрат при виготовленні виробів вагою від 20 до 200 тонн. Оптимальні технологічні режими кування можна встановити на основі даних напружено-деформованого стану заготовки при куванні.
Постановка проблеми. Кування великих поковок є дрібносерійним та одиничним видом дороговартісного виробництва з низькою ліквідністю, тому ці процеси потребують попереднього скінчено-елементного моделювання напружено-деформованого стану та силових параметрів кування. Моделювання повинно дозволяти точно встановлювати напружено-деформований стан заготовки в процесі кування.
Аналіз досліджень і публікацій. На основі аналізу публікацій за останні роки було встановлено, що основну увагу при моделюванні процесів кування великих поковок методом скінчених елементів приділяли формозміненню заготовки при використанні нових способів кування та деформуючого інструменту.
Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Невирішеними залишаються питання щодо ефективних кута
та глибини граней чотирипроменевої заготовки, які дозволять інтенсифікувати заковування внутрішніх дефектів.
Метою статті є підвищення якості деталей відповідального призначення за рахунок заварювання внутрішніх дефектів на основі вдосконалювання операції осадження чотирипроменевих злитків.
Виклад основного матеріалу. У роботі досліджений спосіб осадження масивних злитків. На основі скінченоелементного моделювання був встановлений розподіл інтенсивність деформацій у меридіональному перерізі після осадження чотирипроменевих заготовок. Теоретичне дослідження дозволило встановити розподіл деформацій в об’ємі поковки при осадженні чотирипроменевих заготовок. Скінчено-елементне дослідження дозволило встано-
вити, що раціональна висота граней повинна становити 15 % від діаметра заготовки. При такій висоті граней відбувається максимальне заковування внутрішнього отвору.
Висновки відповідно до статті. Скінчено-елементне дослідження дозволило встановити, що раціональна висота граней повинна становити 15 % від діаметра заготовки.. У результаті досліджень виконаних у роботі було встановлено, що осадження чотирипроменевих заготовок підвищує якість масивних деталей.
Посилання
Markov O. E., Gerasimenko O. V., Shapoval A. A., Abdulov O. R., Zhytnikov R. U. Computerized simulation of shortened ingots with a controlled crystallization for manufacturing of high-
quality forgings. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Vol. 103. Р. 3057–3065. DOI: http://doi.org/10.1007/s00170-019-03749-4.
Smyrnov Y. N., Skliar V. A., Belevitin V. A., Shmyglya R. A., Smyrnov O. Y. Defect healing in the axial zone of continuous-cast billet. Steel in Translation. 2016. Vol. 46(5). Р. 325-328. DOI: http://dx.doi.org/10.3103/S0967091216050132.
Wang J., Fu P., Liu H., Li D., Li Y. Shrinkage porosity criteria and optimized design of a 100-ton 30Cr2Ni4MoV forging ingot. Mater. Design. 2012. Vol. 35. Р. 446-456. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2011.09.056.
Zhang X-X., Cui Z-S., Chen W., Li Y. A criterion for void closure in large ingots during hot forging. J Mater Process Tech. 2009. Vol. 209(4). Р. 1950-1959. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/
j.jmatprotec. 2008.04.051.
Dobrzański L. A., Grajcar A., Borek W. Influence of hot-working conditions on a structure of high-manganese austenitic steels. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing
Engineering. 2008. Vol. 29 (2). Р. 139–142.
Baiqing Z., Haixing L., Yifei T., Dongbo L., Yong X. Research on Charging Combination Based on Batch Weight Fit Rule for Energy Saving in Forging. Mathematical Problems in Engineering. 2015.
Article ID 531756. 9 pages. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/531756.
Ameli A., Movahhedy M. R. A parametric study on residual stresses and forging load in cold radial forging process. Int J Adv Manuf Tech. 2007. Vol. 33(1–2). Р. 7–17. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00170-006-0453-2.
Hippenstiel F., Johann K.-P. Recent developments in gear steels for use in power generation plants. Forgemasters Meeting, Santander, Spain. 2008. 3–7 Nov.
Markov O. E., Oleshko M. V., Mishina V. I. Development of Energy-saving Technological Process of Shafts Forging Weighting More Than 100 Tons without Ingot Upsetting. Metalurgical and
Mining Industry. 2011. Vol. 3(7). Р. 87–90. DOI: http://www.metaljournal.com.ua/assets/Uploads/attachments/87Markov.pdf.
Markov O. E., Perig A. V., Markova M. A., Zlygoriev V. N. Development of a new process for forging plates using intensive plastic deformation. Int J Adv Manuf Technol. 2016. Vol. 83(9-12). Р. 2159–2174. DOI: http://doi.org/10.1007/s00170-015-8217-5.
Saby M., Bouchard P.-O., Bernacki M. A geometry-dependent model for void closure in hot metal forming. Finite Elements in Analysis and Design. 2015. Vol. 105. Р. 63–78. DOI:
http://dx.doi.org/10.1016/j.finel.2015.07.003.
Markov O. E. Forging of Large Pieces by Tapered Faces. Steel in Translation. 2012. Vol. 42 (12). Р. 808–810. DOI: https://doi.org/10.3103/S0967091212120054.
Kakimoto H., Arikawa T., Takahashi Y., Tanaka T., Imaida Y. Development of forging process design to close internal voids. J Mater Process Tech. 2010. Vol. 210(3). Р. 415–422. DOI:
http://dx.doi.org/10.1016/ j.jmatprotec.2009.09.022.
Kun C., Yitao Y., Guangjie S., Kejia L. Strain function analysis method for void closure in the forging process of large sized steel ingot. Computational Materials Science. 2012. Vol. 51(1). Р. 72–77.
DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.commatsci.2011.07.011.
##submission.downloads##
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Чернігівський національний технологічний університет, 2015
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
