Сверхпластичность использование при ОМД

Весьма перспективна диффузионная сварка титана и его сплавов в режиме сверхпластичности. Использование этого эффекта позволяет существенно уменьшить длительность процесса сварки, стабилизировать качество сварных соединений, уменьшить остаточные деформации. В США для диффузионной сварки с использованием эффекта сверхпластичности используют прессовое оборудование, способное обеспечивать скорость деформации металла в пределах 10 з—Ю с" , когда проявляется эффект сверхпластичности многих материалов. Одной из фирм США разработан способ получения сотовых конструкций из титановых сплавов, сущность которого состоит в следующем. Состыкованные элементы после создания вакуума сжимают в холодном состоянии при удельных давлениях 3,4—6,8 МПа, что обеспечивает смятие микронеровностей на соединяемых поверхностях. Затем состыкованные элементы разводят и нагревают в вакууме до тре- [c.153]

Большое внимание, которое начиная с 60-х годов уделяют этому явлению в связи с заманчивыми перспективами его практического использования, позволило установить основные условия проявления сверхпластичности. Ими являются малые размеры кристаллитов (1— 10 мкм), малая и тем меньшая, чем больше размер кристаллитов, скорость деформации (в интервале 10 — 10 с ) при относительно высоких температурах ( 0,5 от Тпл) и соответственно малых напряжениях. [c.548]

Вместе с тем необходимо учитывать и негативные стороны метода и искать пути их наиболее рационального преодоления. Массовому использованию сверхпластичности препятствуют [c.569]

В последнее время усиливается тенденция использования сверхпластичности для получения деталей из хрупких жаропрочных сплавов, ранее изготавливавшихся литьем (диски турбин с лопатками и т. д.). Это позволяет получить существенно лучшие свойства за счет более однородной микроструктуры. [c.575]

Основным препятствием на пути более широкого использования сверхпластичности этих сплавов являются трудности создания в них [c.575]

Однако большую значимость и практическое применение данное явление нашло после использования его при повышенных температурах [14]. Исследуя сплавы цинка с 15—25 % А1, было обнаружено, что при определенном сочетании температуры и скорости деформации сплав 2п + 22 % А1 при температуре 250 °С и скорости 0,028 с-> удлиняется до 2000 % под действием напряжения течения около 100 МПа. По предложению А. А. Бочвара термин сверхпластичность получил мировое признание. [c.27]

Полученные методами ИПД с использованием различных схем и методов (кручение под высоким давлением, РКУ-прессование, консолидация порошков) образцы позволили начать систематические исследования механических свойств на растяжение и сжатие во многих металлических материалах, включая промышленные сплавы [8, 37, 324 и др.]. Было продемонстрировано, что в полученных наноструктурных образцах могут наблюдаться очень высокие прочностные свойства. Более того, полученные материалы часто проявляют сверхпластичность при относительно низких температурах и могут демонстрировать высокоскоростную сверхпластичность [319, 326]. [c.183]

Своеобразная экспансия, стремление расширить диапазоны возможного во всех направлениях — характерная черта развития всех областей науки и техники вовсе времена. Получение сверхвысоких и сверхнизких температур, использование глубочайшего вакуума и сверхвысоких давлений, сверхпрочных, сверхпластичных и сверхпроводящих материалов, исследование взаимодействия частиц сверхвысоких энергий — каждое новое сверх означает еще один шаг вперед на пути научно-технического прогресса. [c.70]

Использование сверхпластичности позволяет за один переход изготовлять сложные по конфигурации детали из трудно деформируемых высокопрочных сплавов. На деформирование в условиях сверхпластичности затрачиваются небольшие усилия, и достигается высокая точность формования, позволяющая устранить ручной труд по доводке размеров и формы листовых деталей либо резко уменьшить трудоемкость механической обработки объемных деталей. [c.72]

В связи с появлением технологических процессов, включающих быструю кристаллизацию, стали разрабатывать и исследовать сплавы еще более сложные, используя при этом новые возможности еще более точного контроля и регулирования сегрегации примесей, управления по выбору структурой той или иной фазы. Более того, создание сверхтонкого зерна и структур методами порошковой металлургии обеспечивает легкость достижения и использования сверхпластичности. Стандартно линейные сплавы типа IN-100 и MAR-M 509 изготавливают очень прочными при низких и промежуточных температурах и в то же время легко приобретающими сложные ( рмы, включая почти окончательные формы рабочей детали. Кто мог бы предвидеть в 1960-х гг., что такой литейный сплав, как In-100, можно будет сделать сверхпластичным и использовать в качестве материала для дисков, работающих при 650—700 °с Можно полагать, что создание структур, обеспечивающих сверхпластичность, окажет решающее влияние на технологию производства и обработки суперсплавов. [c.13]

Процессы, основанные на использовании мелкозернистой структуры, широко применяются в промышленности. Сверхпластичность наблюдается при горячем деформировании сплавов в непосредственной близости к температурам полиморфного превращения или плавления. В этих случаях микроструктура сохраняется, но кристаллическая решетка основы сплава оказывается неустойчивой например, модуль упругости уменьшается в 2 - 3 раза. При малых скоростях деформирования металл способен деформироваться без разрушения на десятки процентов. [c.140]

Рассмотрена теория фазовых превращений в сплавах на основе марганца. Показано влияние различного фазового состава (а, г, у) на структуру, физические и механические свойства. Изложены результаты исследования механических свойств, характеристик сопротивления вязкому и хрупкому разрушению. Представлены последние достижения советских и зарубежных ученых в области исследования и использования железомарганцевых сплавов в качестве материалов, обладающих комплексом свойств, недоступных сплавам других систем легирования немагнитность, инварный эффект, эффект памяти формы, низкий порог хладноломкости, сверхпластичность, высокая демпфирующая способность. [c.2]

В результате анализа процессов штамповки в режиме сверхпластичности с использованием вышеуказанных методов возможно определить технологические параметры процессов, скоростные условия в очаге деформаций и влияние на поле скоростей основных факторов, сопровождающих эти процессы. Применение метода конечных элементов для моделирования процессов штамповки позволит получить универсальную методику определения технологических параметров изготовления тонкостенных оболочек различных степеней сложности. [c.404]

ШТАМПОВКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ [c.452]

Технологические особенности использования эффекта сверхпластичности в промышленности рассмотрены в [55]. При разработке принципов легирования аморфных материалов с памятью формы необходимо учитывать, как отмечено в [51], [c.192]

Нетрудно представить, что эти особенности сверхпластичного состояния благоприятны для формообразования изделий. Однако для использования этого явления в технологии необходимо решить ряд вопросов. Как получить состояние сверхпластичности в конкретных промышленных сплавах Как повлияет обработка в сверх-пластичном состоянии на служебные характеристики промышленных сплавов, не ухудшит ли она их Каковы оптимальные температурно-скоростные условия обработки сплавов в сверхпластичном состоянии [c.7]

Исследования последних лет дали однозначное доказательство неправомерности предположения, что СП течение обусловлено действием особого механизма, не характерного для обычной деформации. Установлено, что в СП состоянии действуют известные механизмы деформации ЗГП, ВДС и ДП, а сверхпластичность проявляется при их благоприятной комбинации. Важно выяснить роль и специфику действия каждого из этих механизмов, а также их взаимосвязь при СП течении. Однако сложность явления СП не позволяет в одном эксперименте однозначно определить действующие механизмы деформации. Необходимую информацию удается получить только при использовании комплекса взаимодополняющих методик— наблюдении структурных изменений в процессе деформации, характера возникающего деформационного рельефа, путем специальных экспериментов, позволяющих связать изменения механических свойств с изменениями структуры материала. [c.36]

Использование сверхпластичности представляется перспективным для обработки давлением хрупких сплавов при всестороннем сжатии и наложении ультразвука, позволяющих несколько смягчить условия сверхпластичности в отношении скорости деформации и температуры. [c.158]

ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ И СПОСОБОВ СОЗДАНИЯ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОИ ИСХОДНОЙ СТРУКТУРЫ, к настоящему времени уже накоплен некоторый опыт практического использования сверхпластичности, позволяющий указать области, где метод наиболее перспективен. [c.574]

Обобщены материалы международной конференции (США, 1982 г.J по механизмам и закономерностям сверхпластической деформации, составу и способам подготовки структуры сверхпластичных сплавов на основе титана, алюминия, никеля и железа. Рассмотрены принципы и особенности обработки давлением и диффуаиоиной сварки материалов в сверхпластическом состоянии. Описаны свойства сверхпластичных сплавов н области их применения. Большое внимание уделено практическим аспектам использования эффекта сверхпластичности. [c.29]

Субмикрокристаллические сплавы. Недавние исследования показали, что использование РКУ-прессования не только значительно понижает температуру сверхпластического течения, но и приводит к высокоскоростной сверхпластичности в ультрамел- [c.208]

Таким образом, использование методов РКУ-прессования для получения субмикрозернистых структур позволяет достичь повышенных сверхпластических свойств, а именно низкотемпературной и высокоскоростной сверхпластичности в ряде сплавов. На-нокристаллические сплавы проявляют повьппенное сверхпластическое поведение, хотя это поведение связано со значительным деформационным упрочнением, которое, по-видимому, связано с изменением деформационных механизмов за счет трудности дислокационной аккомодации зернограничного скольжения в малых [c.212]

Обнаружение сверхпластичности в ультрамелкозернистых материалах при относительно низких температурах и очень высоких скоростях деформации указывают на возможность значительного и эффективного повышения уровня использования сверхпласти-ческой формовки в различных промышленных сплавах за счет измельчения их структуры. Однако для достижения более высоких сверхпластических свойств в ультрамелкозернистых сплавах необходим тщательный контроль за их микроструктурой и фазовым составом. [c.212]

Стабилизация размеров зерна достигается 1) применением двухфазных сплавов с объемным соотношением фаз 1 ] в этом случае имеет место максимальное развитие межфазоной поверхности, что обеспечивает взаимное торможение роста зерен фаз 2) использованием дисперсных выделений, являющихся барьером для перемещения границ зерен. В настоящее время для обработки в состоянии сверхпластичности чаще используют цинкоалюминие- [c.76]

Явление сверхпластичности в промышленности используют при объемной изотермической штамповке и при пневмоформовке. Сверхпластичность позволяет в процессе штамповки за одну операцию получить детали сложной формы, повысить коэффициент использования металла, уменьшить трудоемкость и стоимость изготовления изделий. Недостатком является необходимость нагрева штампов до температуры обработки и малая скорость деформаций. [c.77]

В последнее время решения технологических задач на основе уравнений состояния теорий ползучести (уравнений состояния реономных тел) приобретают особенно большое значение в связи с все более расширяюш,имся использованием сверхпластичных материалов, свойства которых описаны в большом количестве статей и книгах [17, 119, 184]. [c.6]

Из-за ограниченности сырьевых ресурсов возникает необходимость частичной или полной замены дорогостоящих легирующих элементов и совершенствования технологических процессов. Одним из универсальных методов воздействия на структуру и субструктуру металла с целью повышения уровня свойств без применения дополнительного легирования является деформация. В этом отношении стали и сплавы на железомарганцевой основе с нестабильным аустенитом очень перспективны и могут служить основой для получения нового класса материалов, обладающих комплексом таких свойств, как сверхпластичность, способность к упрочнению, немагнит-ность, инварный эффект, эффект памяти формы. Использование железомарганцевых сплавов и экономически целесообразно, так как марганец дешевле никеля, а необходимый уровень свойств достигается за счет особого состояния аустенит-ной матрицы, что впервые было использовано> Гадфильдом. [c.5]

О. Г. Соколова [4] при изучении тонкой и сверхтонкой структур железомарганцевых (е+у) сплавов обнаружен ряд новых явлений найдены условия зарождения и стабилизации е-фазы. Обнаружено явление сверхпластичности в районе прямого и обратного 7 е-перехода и механические последействия (механическая память), выявлена роль указанных процессов на физические, механические и коррозионно-механические свойства. На основании этих исследований была предложена для технического использования немагнитная двухфазная сталь марки Г20С2. Исследование таких важных эксплуатационных характеристик как ударная вязкость, сопротивление вязкому и хрупкому разрушению, характер разрушения, проведенное в ЦНИИЧМ им. И. П. Бардина, расширило возможности практического использования этой стали. [c.11]

Технологические процессы штамповки металлов в состоянии сверхпластичности. Наиболее обширный опыт практического использования состояния сверхпластичности в процессах обработки металлов давлением имеет объемная штамповка. В этом случае состояние сверхпластичности позволяет осуществлять штамповку точных поковок сложной формы и больших размеров из малопластичных aтepиaлoв при весьма малых усилиях деформации. Термин точная штампованная поковка появился в отечественной и зарубежной практике сравнительно недавно. В отличие от кованых поковок, а также от штампованных поковок обычной точности (рис. 96), требующих, как правило, значительной обработки резанием по всей поверхности, точные штампо- [c.460]

Основные принципы разработки технологии штамповкн с использованием сверхпластичности. Процесс разработки технологии начинается с выбора объекта деформирования (заготовки). Далее, опираясь на определенную концепцию механики сплошных сред и соответствующую ей реологическую теорию сверхпластичного состояния (уравнение состояния), экспериментально определяют оптимальные температурный, скоростной и силовой режимы деформирования, соответствующие максимальному для данного материала уровню проявления эффекта сверхпластичности. Если при этом не удается достичь необходимых показателей сверхпластичности, то решается вопрос о возможных путях корректировки объекта деформирования. Наиболее радикаль- [c.465]

Есть два пути получения в сплавах ультрамелкозернистой микроструктуры, необходимой для перевода в сверхпластичное состояние разработка и использование сплавов, в которых необходимая структура легко достигается путем регулирования их химического и фазового состава, и изыскание предварительной обработки, обеспечивающей получение мелкого зерна в сплавах практически любого состава. Между этими подходами нет противоречия, скорее, они дополняют друг друга. Однако второй путь более реален, поскольку подбор материалов для конкретных изделий производится, как правило, с учетом требований к эксплуатационным характеристикам материала, а не их технологичности, хотя последний фактор также учитывается. Отсюда ясно, что надо разрабатывать легко реализуемые в промышленности способы получения полуфабрикатов из обычных сплавов, способных к сверхпластическому течению. [c.7]

Использование представлений о ДП для объяснения природы сверхпластичности предложено Бэкофеном с сотр. [72]. Не останавливаясь детально на критике этой гипотезы [1—3], отметим, что наиболее трудным для нее является объяснение экспериментально наблюдаемой зависимости между а и е. Кроме того, она не учитывает роли внутризеренного скольжения при СПД, а также соотношения вкладов действующих механизмов деформации. В последнее время диффузионная гипотеза была поддержана в работе [6]. Однако, как показано в 2.1.3, при экспериментальных исследованиях получены существенно завышенные данные о вкладе ДП, что привело к неправильному выводу о роли этого процесса при СПД. [c.72]

Первый метод, включающий предварительную холодную либо теплую деформацию, наиболее универсален. Второй, основанный на использовании динамической рекристаллизации, применим к ограниченному числу алюминиевых сплавов. Сюда относятся, например, супрал [267], Д20 [192, с. 99—100 287], 1201 [279], ВА708 [280] и, по результатам нашего исследования, 1420. Супрал и 1201 могут быть отнесены к природно сверхпластичным сплавам, у которых получение УМЗ структуры возможно за счет динамической рекристаллизации во время формообразующей операции — горячего прессования прутков или слитков, а у су-прала и сплава 1201 —также в ходе горячей деформации до наступления установившегося СП течения [267, 279]. [c.169]

В 1 излагается полевая теория сверхпластического состояния, возникающего при установлении когерентной связи между дефектами. Пункт 1.1 основан на использовании понятия потенциального рельефа атомов, которое широко используется при микроскопическом описании диффузии и колебаний атомов в идеальной упругой среде. Мы обобщаем это понятие для описания вязко-упругой среды, где координатная зависимость потенциальной энергии атома становится неоднозначной и вместо одного появляется ансамбль потенциальных рельефов. Он представляется материальным полем, описывающим перестройку потенциального рельефа в результате когерентной связи между дефекгами. Такой подход позволяет описать зону пластического сдвига типа полосы Людер-са(п. 1.2). Поскольку при этом плотность дефектов настолько высока, что становится определяющим их коллективное поведение, а не отличительные признаки, то процесс сверхпластичности представляется единым макроскопическим полем. [c.221]

Данные эксперимента показывают, что предварительная ТЦО для получения сверхмелкого зерна в стали 20Х переводит сплав в состояние сверхпластичности. Это позволяет увеличить деформационную способность стали, повысить ее технологичность и коэффициент использования металла в производстве. [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...