Статья

Наименование	Влияние напряженно-деформированного состояния на структурообразование и свойства при свободном дорновании отверстий порошковой заготовки
Авторы	Рябичева Л. А., д. т. н., проф. Коробко Т. Б., к. т. н., доц. Королько В. В., асс.
Раздел	Металлургия и материаловедение
Год	2022	Выпуск	71	Страницы	48 - 55
УДК	621.983
Аннотация	В статье представлено компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния при свободном дорновании порошковой пористой заготовки. Показано его влияние на структурообразование и твердость. Получено, что наибольшая интенсивность напряжений наблюдаeтся в очаге деформации при меньшей исходной пористости порошковой заготовки. Микротвердость и толщина упрочненного слоя зависят от пористости и относительной толщины, от степени толстостенности и относительного натяга.
Реферат	Цель. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния при свободном дорновании отверстий в заготовках из порошковой меди и его влияние на структурообразование и твердость. Методика. Рассматривали свободное дорнование отверстия в детали по схеме сжатия. Деталь имела размеры: исходный внутренний диаметр d0 = 9,8 мм, наружный диаметр D0 = 28 мм, высота H = 20 мм. Материал — медь с исходной пористостью 6, 15 и 24 %. Параметры дорна: дорн однозубый, диаметр по ленточке d = 10 мм; ленточка шириной b = 1 мм; угол заборного конуса α = 4º; угол обратного конуса α1 = 4º; в месте перехода конической части дорна в цилиндрическую кромка скруглена до R = 0,2 мм. Натяг дорнования принимался равным i = 0,2 мм. Скорость дорнования v = 2 мм/с. При моделировании дорн и опора считались абсолютно жесткими объектами. При дорновании напряжения на контактной поверхности заборного конуса дорна и детали обычно превышают величину напряжения текучести материала втулки σs или соизмеримы с ним. Поэтому для описания трения в таких условиях процесса использовали формулу Зибеля — τf = τσs, где m — фактор трения; для процессов холодной деформации при наличии смазки следует принять m = 0,08. Моделирование выполняли в пакете инженерного анализа Deform 10. 2. Результаты. Компьютерным моделированием показано, что наибольшая интенсивность напряжений наблюдается в очаге деформации при исходной пористости порошковой заготовки, равной 6 %. Наибольшая величина очага деформации, в котором происходит и уплотнение материала, также наблюдается в материале при пористости 6 %. При всех значениях пористости порошковых заготовок наблюдается рост гидростатического сжатия до некоторого увеличения очага деформации, который трансформируется в очаг уплотнения, что и обеспечивает уплотнение материала. Установлено, что неравномерность напряженно-деформированного состояния влияет на структурообразование при свободном дорновании порошковой медной заготовки. Получено, что микротвердость и толщина упрочненного слоя зависит от пористости и относительной толщины, от степени толстостенности и относительного натяга. С увеличением исходной пористости образцов уменьшаются величина микротвердости и толщина упрочненного слоя. С повышением степени толстостенности наблюдается увеличение микротвердости и толщины упрочненного слоя. С повышением относительного натяга наблюдается увеличение микротвердости упрочненного слоя и его толщина. Научная новизна. Установлено влияние неравномерности напряженно-деформированного состояния на структурообразование. Микротвердость и толщина упрочненного слоя зависят от пористости и относительной толщины, от степени толстостенности и относительного натяга. Практическая значимость. Полученные данные доказывают возможность упрочнять рабочую внутреннюю поверхность порошковой заготовки путем свободного дорнования.
Ключевые слова	свободное дорнование, интенсивность напряжений, гидростатическое давление, структурообразование, микротвердость.
Полный текст