RESEARCH OF MACRO- AND MICROMECHANICS OF STEEL DEFORMATION DURING DRAWING BY MULTISCALE COMPUTER SIMULATION
ИССЛЕДОВАНИЕ МАКРО- И МИКРОМЕХАНИКИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СТАЛИ В ХОДЕ ПРОЦЕССА ВОЛОЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ МУЛЬТИМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

D.V. Konstantinov, A.G. Korchunov, O.P. Shiryaev, A.S. Kuznetsova, D.G. Emaleeva
2017 Bulletin of the South Ural State University Series 'Metallurgy'  
92 Введение Современная машиностроительная индустрия с каждым годом предъявляет все более высокие требования к механическим и эксплуатационным свойствам деталей машин и агрегатов. Элементы механизмов и машин должны обладать не только достаточным ресурсом надежности, но и быть в состоянии адаптироваться под возможные неблагоприятные условия эксплуатации. Основными технологическими процессами производства заготовок для производства деталей и элементов агрегатов являются методы обработки металлов
more » ... обработки металлов давлением (ОМД). Получение новых свойств и технологических характеристик заготовок становится возможным за счет либо расширения номенклатуры используемых при ОМД материалов, либо разработки новых режимов или способов ОМД [1, 2] . В обоих случаях возникает необходимость в современных инженерных методах проектирования, обеспечивающих предельно высокую достоверность прогноза результатов исследуемого технологического процесса. Наименее затратным методом проектирования технологических процессов с позиции необходимых ресурсов является компьютерное моделирование с использованием коммерческих программных продуктов, предоставляющих инженеру широкий спектр возможностей по решению задач анализа и оптимизации. В целом это позволяет значительно снизить затраты на тестирование результатов исследуемых технологических режимов и технологий. Большинство компьютерных моделей в современных исследованиях процессов ОМД не учитывают особенности структурного строения обрабатываемого металла. Как правило, проектирование режимов обработки осуществляется с позиции изотропного материала. Однако известно, что главным «индикатором» технологических преобразований в обрабатываемом металле является его микроструктурная композиция. Параметры микроструктуры металла в совокупности наиболее полно отражают результаты деформационных, термических и комбинированных воздействий [3] [4] [5] . В современных металлургических технологиях стали активно использоваться материалы со сложной, метастабильной микро-УДК 621.771.23 Описан метод мультимасштабного моделирования, позволяющий учесть микроструктурное строение обрабатываемой стали и динамические структурно-фазовые превращения. На примере необходимости учета микроструктурного строения TRIP сталей сформулированы актуальные проблемы традиционных методов проектирования технологических режимов с использованием компьютерного конечно-элементного моделирования. Апробация предложенного метода моделирования проводилась на примере внедрения стали TRIP 700 в традиционный процесс волочения и оценки возможности управления распределением свойств посредством параметров процесса. Метод также позволил изучить деформационное взаимодействие элементов микроструктуры TRIP стали между собой, тем самым объяснив наличие более высоких (в 2-3 раза превышающих средние значения) радиальных деформаций в пластичных фазах вблизи большего скопления зерен более прочных фаз бейнита и мартенсита. Ключевые слова: волочение, сталь, трип-эффект, мультимасштабное моделирование, репрезентативный объем, напряженно-деформированное состояние, микроструктура.
doi:10.14529/met170410 fatcat:sauluhtpqzek5pdko5qzp5pfha