Розробка методу знаходження раціональних параметрів гарячого ізостатичного пресування нових порошкових матеріалів на основі комп"ютерного моделювання процесу ущільнення - Автореферат

РОЗРОБКА МЕТОДУ ЗНАХОДЖЕННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВ ГАРЯЧОГО ІЗОСТАТИЧНОГО ПРЕСУВАННЯ НОВИХ ПОРОШКОВИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ КОМПЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯНауковий керівник: доктор технічних наук, професор Лаптєв Олександр Михайлович, головний науковий співробітник кафедри “Машини і технологія обробки металів тиском” Донбаської державної машинобудівної академії. Захист відбудеться “16 ”травня 2002 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 12.105.01 при Донбаській державній машинобудівній академії (84313, м. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської державної машинобудівної академії за адресою: 84313, м. Результаты расчетов показали удовлетворительное соответствие с экспериментальными значениями относительной плотности в средней и заключительной стадии процесса ГІП. Проведено ряд експериментів по знаходженню механічних характеристик матеріалу і функції відносної щільності для порошків нікелевого сплаву Udimet-700, нержавіючої сталі 316LN, сплаву на основі хрому Cr5Fe1Y2O3 та жаропрочної сталі X10CRAL18.Гаряче ізостатичне пресування (ГІП) - технологічний процес, при якому заготовка навантажується тиском стиснутого газу при високій температурі - останнім часом одержує широке поширення у світовій практиці. Наближення форми заготовок до форми готового виробу знижує витрати на обробку дорогих матеріалів, особливо для виробів складної форми, коли при традиційних способах виготовлення до 80% матеріалу іде в стружку. До них відносяться, зокрема, висока вартість промислових установок гарячого ізостатичного пресування, велика тривалість циклу ГІП, використання дорогих матеріалів (інертний газ, що служить для передачі тиску до заготовки), складність керування установками ГІП, що вимагає високого рівня кваліфікації і відповідальності персоналу. Дисертація звязана з виконанням держбюджетних науково - дослідницьких робіт Г-03-97 “Розробка теорії і розрахунки деформування нових порошкових матеріалів в умовах гарячого ізостатичного пресування” (№ держ. реєстрації 0177U001596); ДФ-02-97 “Розробка математичного забезпечення для моделювання гарячого ізостатичного пресування нових порошкових сплавів” (№ держ. реєстрації 0198U002172), ДФ-01-98 “Компютерне моделювання гарячого ізостатичного пресування нових гетерофазних порошкових матеріалів” (№ держ. реєстрації 0198U005600) на кафедрі машин і технології обробки металів тиском ДДМА (автор приймав участь у якості виконавця), а також українсько-німецького проекті UKR 003-97 “Розробка програмного забезпечення процесу моделювання ГІП” (програма науково-технічного співробітництва Німеччини з країнами Центральної і Східної Європи і країнами СНД), виконаного Донбаською державною машинобудівною академією разом з інститутом IWV-1 Дослідницького центра Юліх (Німеччина). Для досягнення поставленої мети були вирішені наступні задачі: - удосконалення методу знаходження раціональних параметрів процесу гарячого ізостатичного пресування порошкових матеріалів, якій містить знаходження механічних властивостей і функції щільності для матеріалу, який дослідується і компютерне моделювання процесу ГІП;Підкреслено, що, хоча за допомогою міні-газостатів і можна здійснювати фізичне моделювання реальних циклів для промислових машин, однак з їх допомогою можливе проведення тільки одного експерименту в день, і задача математичного і компютерного моделювання циклів ГІП залишається актуальною. Виходячи з припущення, що в умовах, характерних для ГІП (тиск до 200 МПА і температура, близька до температури плавлення стискаємого матеріалу), основним деформаційним механізмом є дислокаційна повзучість, а також з урахуванням ідеалізованих умов ГІП (s1=s2=s3=p) і рівняння нерозривності суцільного середовища r?/r =-(e?1 e?2 e?3), на підставі теорії повзучості пористих матеріалів виведено формули для розрахунку ущільнення при ГІП: при повзучості, що описується законом Нортону Для їхнього визначення проводилися експерименти на стиск (розтягання) зразків з попередньо спресованого до теоретичної щільності порошку і на гаряче ізостатичне пресування порошків в установці, яка оснащена дилатометром. Модуль обробки експериментів на дилатометрі визначає щільність і швидкість ущільнення у функції від часу, а також (з обліком попередньо розрахованих характеристик повзучості) функцію відносної щільності. Дослідник одержує можливість порівняти значення функції щільності, отриманої експериментальним шляхом, з функціями, визначеними по теоріях Ешбі і Шима, а також розрахувати середні значення функції по ряду експериментів.Удосконалено метод знаходження раціональних параметрів гарячого ізостатичного пресування порошкових матеріалів, який включає знаходження механічних властивостей і функції відносної щільності для матеріалу, який дослідується, і компютерне моделювання процесу ГІП. Модифіковані рівняння континуальної теорії ущільнення порошків дозволяють проводити моделювання з використанням законів повзучості як Нортону, так і Дорна.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ