Development of technologies for hot pressing of rods made from 7075 aluminum alloy on a radialshear mill of a new design – numerical modeling
| Autor: | Serik Mashekov, Yerik Nugman, Aigerim Mashekova, Aimangul Sekerbek, Nurbolat Sembayev, Symbat Akparova |
|---|---|
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
Materials science
recrystallization 020209 energy Rheometer microstructure 0211 other engineering and technologies Energy Engineering and Power Technology Mechanical engineering 02 engineering and technology physical modeling Hot pressing Industrial and Manufacturing Engineering Rod UDC 621.771.014.2:665.765 Management of Technology and Innovation lcsh:Technology (General) 021105 building & construction 0202 electrical engineering electronic engineering information engineering lcsh:Industry Electrical and Electronic Engineering алюминиевый сплав математическое моделирование уравнения Аврами физическое моделироование рекристаллизация микроструктура Applied Mathematics Mechanical Engineering Simulation modeling mathematical modeling Torsion (mechanics) Strain rate Computer Science Applications Shear (sheet metal) Avrami equation Avrami equations Control and Systems Engineering lcsh:T1-995 lcsh:HD2321-4730.9 aluminum alloy |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 12 (107) (2020): Матеріалознавство; 23-31 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 12 (107) (2020): Материаловедение; 23-31 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 12 (107) (2020): Materials Science; 23-31 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 5, Iss 12 (107), Pp 23-31 (2020) |
| ISSN: | 1729-4061 1729-3774 |
| DOI: | 10.15587/1729-4061.2020.214919 |
| Popis: | The paper proposes a radial shear mill (RSM) of a new design, which allows manufacturing metal rods of small diameters or wires with a fine-grained structure. The paper presents the results of modeling the evolution of the structure during hot rolling-pressing of aluminum alloy 7075 on the RSM. Mathematical modeling of the technological process was carried out using the MSC.SuperForge, and the empirical Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov equation was used to predict the passage of softening processes. Due to the absence of the coefficients of the Avrami equation, a series of experiments on physical modeling of the rolling-pressing technological process were conducted on an STD 812 torsion rheometer. The experiments were conducted at the temperature range of 250–450 ℃ and a strain rate of 1.0–20 s-1. By using physical modeling, it was proved that during processing on the RSM, it is necessary to develop a torsional deformation over the entire section of the workpiece, which leads to effective refinement of the structure. The derived formulas and simulation modeling of the obtained values of the stress-strain state (SSS) were used to simulate the technology of the combined process. Moreover, rational temperature-rate conditions were determined to deform the workpiece on the RSM. It was proved by mathematical modeling that shear deformations develop along the entire section of the workpiece during processing on the RSM, which leads to effective refinement of the structure and the formation of a fine-grained structure in the rods, i. e. products of the required quality are manufactured Для изготовления прутков малых диаметров или проволоки предложен радиально-сдвиговый стан (РСС) новой конструкции. Приведены результаты моделирования эволюции структуры при горячей прокатке-прессовании алюминиевого сплава 7075 на этом радиально-сдвиговом стане. Математическое моделирование технологического процесса прокатки-прессования провели путем применение программного продукта MSC. SuperForge, а для прогнозирования прохождениzразупрочняющих процессов использовали эмпирическое уравнение Джонсона-Мела-Аврами-Колмогорова. В связи с отсутствием коэффициентов уравнения Аврами провели серию экспериментов по физическому моделированию технологического процесса прокатки-прессования на торсионном пластометре STD 812. Эксперименты провели в диапазоне температур 250–450 ℃ и скорости деформации 1,0–20 с-1. Физическим моделированием доказали, что при обработке на РСС необходимо развивать скручивающую деформацию по всему сечению заготовки, что приводить к эффективному измельчению структуры. Выведены формулы и проведено имитационное моделирование. Полученные на основании этого значения напряженно-деформированного состояния использовали для разработки технологии совмещенного процесса. В работе определены рациональные температурно-скоростные условия деформирования заготовки на РСС. Установлено, что температура и интенсивность деформации, превышающая критическое значение, а также скорость деформации являются важными факторами, влияющими на процессы динамического разупрочнения. Математическим моделированием доказали, что при обработке на РСС развивается сдвиговые деформации по всему сечению заготовки, что приводит к эффективному измельчению структуры и формированию мелкозернистой структуры в прутках, т. е. изготовляется качественная продукция |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|