Physical Modeling of Extrusion and Screw Press Processing Technology for Steel
Abstract
The basics of physical modeling of complex processing technology for manufacturing of ul- trafine-grained structure for high-strength materials has been delivered in the paper. The screw press pro- cess influence on extrusion process of prismatic and spiral shaped lean steel probes has been presented. This steel 09G2S is widely used for vital structures in permafrost regions of Central Yakutia. On the base of fractograms of probe breaks the reasons of high strength and low plasticity of processed steel have been qualita- tively interpreted. The ductile fracture mechanism of processed steel probes after the extrusion and screw pressing is characterized by more pronounced of surface microrelief against the initial material. The regular- ities ascertained in such a modeling allows to approach for further improvement as in the severe plastic de- formation experimental research, as in the combine hardening technology on the whole.
Keywords
physical modeling,
severe plastic deformation,
extrusion,
screw press,
lean steel,
strength,
plasticity,
fractography,
probe break,
fracture mechanism.
Supporting agencies: the study was performed within the framework of the scientific project No. III.28.1.1 of program III.28.1 of the SB RAS.
About the Authors
Nyurguyana Dmitrievna Kovalenko
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Valeriy Valer’evich Lepov
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Afanasiy Mikhailovich Ivanov
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Шаталов Р.Л. История и философия ме- таллургии и обработки металлов. М.: Теплотех- ника, 2011. 396 с.
2. Моисеев Н.В., Некрасов Б.Р., Выдумкина С.В. Энергоэффективная технология получения длинномерных полуфабрикатов методом изо- термической экструзии из конструкционных титановых сплавов ВТ6, ВТ16 // Кузнечно- штамповочное производство. Обработка метал- лов давлением. 2015. №8. С. 35–38.
3. Schwartz M., Ciocoiu R., Gheorghe D., Ciu- ca I. Failures of AISI H21 die in copper hot extru- sion // Materials at High Temperatures. 2014.
4. V. 31, no. 2. P. 95101.
5. Ivanisenko Yu., Kulagin R., Fedorov V., Mazilkin A., Scherer T., Baretzky B., Hahn H. High Pressure Torsion Extrusion as a new severe plastic deformation process // Materials Science and Engi- neering A. 2016. V. 664. P. 247256.
6. Иванов А.М., Петрова Н.Д., Лепов В.В. Влияние экструзии и винтового прессования на структуру и механические свойства низколеги- рованной стали // Наука и образование. 2015. №4. С. 87–90.
7. Иванов А.М., Петрова Н.Д., Валиев Р.З., Рааб Г.И., Павлов В.В. Способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовок: Пат. 2341345 Рос. Федерация. № 2006111687/02; заявл. 10.04.2006; опубл. 20.12.2008. Бюл. №35. 3 с.
8. Иванов А.М., Рааб Г.И., Петрова Н.Д. Способ комбинированной интенсивной пласти- ческой деформации заготовки: Пат. 2570271 Рос. Федерация. № 2014133400/02; заявл. 13.08.2014; опубл. 10.12.2015. Бюл. №34. 5 с.
9. Бейгельзимер Я.Е., Варюхин В.Н., Орлов Д.В., Сынков С.Г. Винтовая экструзия – процесс накопления деформации. Донецк: Фирма ТЕАН, 2003. 87 с.
10. Иванов А.М. Термопластическое упрочне- ние конструкционных сталей // Деформация и разрушение материалов. 2012. № 2. С. 31–35.
11. Иванов А.М. Упрочнение низколегирован- ной стали комбинированием экструзии, винтово- го и равноканального углового прессования // Вестник машиностроения. 2017. № 2. С. 81–83.
12. Ярополова Н.Г. Влияние слабого магнит- ного поля на пластическую деформацию меди: Автореф. дис. … к.т.н. Новокузнецк, 2015. 20 с.
13. Павленко Д.В. Методика оптимизации ка- нала матриц для винтовой экструзии // Журнал инженерных наук. 2015. Т.2, № 1. C.B 8–B 15.
14. Проектирование экструзионных машин с учетом качества резинотехнических изделий / М.В. Соколов, А.С. Клинков, П.С. Беляев, В.Г. Однолько. М.: Машиностроение-1, 2007. 292 с.
15. Боткин А.В., Валиев Р.З., Кубликова А.А., Вареник Е.В. Математическое моделирование поврежденности металла в процессе интенсив- ной пластической деформации длинномерной заготовки равноканальным угловым прессова- нием по схеме конформ // Materials Physics and Mechanics. 2015. Т. 24, № 3. С. 266–277.
16. Lepov V.V., Grigorev A.S., Achikasova V.S., Lepova K.Ya. Some aspects of structural modeling of damage accumulation and fracture processes in metal structures at low temperature // Modelling and Simulation in Engineering. 2016. ID 7178028. URL: https://www.hindawi.com/journals/mse/2016/ 7178028/.
Review
For citations:
Kovalenko N.D., Lepov V.V., Ivanov A.M. Physical Modeling of Extrusion and Screw Press Processing Technology for Steel. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2017;22(4):81. (In Russ.)
Views:
31
Email this article 