Каковы закономерности распределения деформации в поковках?

2024-08-14 15:28:19

Закон распределения деформации внутри поковок блочного, цилиндрического и стержневого типа был систематически изучен с использованием методов физического моделирования. Эксперимент показал, что в процессе деформации из-за эффекта граничного трения не наблюдается явной переходной зоны между большой зоной деформации и жесткой зоной, а между двумя зонами образуется зона сильной сдвиговой деформации; по мере увеличения деформации напряженная ситуация внутри материала будет меняться после того, как зона деформации претерпит значительную деформацию. При дальнейшем увеличении деформации это проявляется в том, что полоса сдвига начинает перемещаться и жесткая зона послойно переходит в пластическое состояние.

При указанных выше условиях, в сочетании с наличием включений и грубых границ зерен, трещины легко образуются на включениях и границах зерен. В процессе осадки деформация очень сильна в полосе сдвига между жесткой зоной, контактирующей с поверхностью наковальни, и большой зоной деформации в середине. Когда деформация достигает определенного значения, исходная жесткая зона начинает деформироваться, вызывая резкое увеличение нагрузки и часто приводя к распространению дефектов. Аналогичные явления происходят также в процессе деформации поковок модулей, цилиндров и валов.

Распределение микродеформаций дефектов, таких как включения и пустоты, было изучено с помощью метода облачных моделей, который доказал, что морфология дефектов напрямую влияет на степень концентрации напряжений. Совместное воздействие сдвиговой деформации и локального напряжения дефектов приводит к разрушению металлической матрицы между дефектами. Микровключения соединяются трещинами, а затем включения выдавливаются в трещины до тех пор, пока не образуются более крупные трещины включений, что является одной из важных причин превышения предела обнаружения. Это может удовлетворительно объяснить причину образования дефекта центрального зажимного слоя в поковках блочного типа и заложить теоретическую основу для устранения таких дефектов.

Морфология включений и состояние границ зерен напрямую влияют на производительность крупных поковок, и необоснованное распределение дефектов с большой вероятностью может стать основной скрытой опасностью для внезапного отказа крупных поковок во время использования. Хотя текущие стандарты контроля не могут научно оценить это, характеристики деформации должны быть полностью использованы в процессе ковки, чтобы обеспечить разумное распределение дефектов. Изучение закона распределения деформации может эффективно решить проблему уплотнения полости и предоставить параметры процесса для контроля деформации размера зерна и даже производства поковок с композитными характеристиками.