ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ ЗОНЫ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ В НАЧАЛЕ ГОРЯЧЕЙ КОВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ

Поставлена и решена задача моделирования зоны пластического течения в начальной стадии горячей протяжки цилиндрической заготовки в кузнечном прессе с комбинированными бойками. Получено поле интенсивности напряжений для тензора суммарных упругих напряжений (нагрузки и термических). По напряжениям нагрузки решена задача плоской деформации для заготовки круглого сечения, к которому приложены три сосредоточенных погонных усилия. Зона пластического течения определяется значением предела текучести материала как ограничением интенсивности упругих напряжений. Показано, что растягивающие окружные термические напряжения вовлекают в зону пластического течения приповерхностный слой заготовки, что облегчает процесс ковки. Рассмотрен численный пример формирования напряжений нагрузки и термических напряжений при протяжке после биллетировки 7-т слитка из стали марки 40ХН с радиусом среднего сечения R = 0,35 м; его нижняя (880 °С) граница допустимых ковочных температур достигается через 20 мин после выноса из печи с температурой 1180 °С. Представлены графики распределения компонент тензоров напряжений нагрузки и термических напряжений, а также соответствующих интенсивностей напряжений по сечению заготовки.

1. Banaszek G., Steffanik A. Theoretical end laboratory modeling of the metallurgical defects during forming of a forging. Journal of Materials Processing Technology. 2006, no. 177, pр. 238–242.

2. Kun Chen, Yitao Yang, Guangjie Shao, Kejia Liu. Strain function analysis method for void closure in the forging process of the largesized steel ingot. Computational Materials Science. 2012, no. 51, pp. 72–77.

3. Aliev I.S., Zhbankov Ya.G., Tagan L.V. Modelling of forging drawing in combined strikers of an asymmetric form. Visnik NTUU «KPI». Seriya Mashinobuduvannya. 2013, no. 3 (69), pp. 77–83. (In Russ.).

4. Bazaikin V.I., Temlyantsev M.V., Bobrov B.Yu. Stresses of the beginning of drawing of a cylindrical workpiece at hot forging in combined strikers. Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya – Ferrous Metallurgy. 2015, no. 2, pp. . (In Russ.).

5. Demidov S.P. Teoriya uprugosti [Theory of elasticity]. Moscow: Vysshaya shkola, 1979. 432 p. (In Russ.).

6. Koshlyakov N.S., Gliner E.B., Smirnov M.M. Uravneniya v chastnykh proizvodnykh matematicheskoi fi ziki: uchebnoe posobie [Equations in partial derivatives of mathematical physics: tutorial]. Moscow: Vysshaya shkola, 1970. 707 p. (In Russ.).

7. Marochnik stalei i splavov: monografi ya [Grade guide of steels and alloys: monograph]. Zubchenko A.S. ed. Moscow: Mashinostroenie, 2003. 784 p. (In Russ.).

8. Teplofi zicheskie i mekhanicheskie svoistva stalei [Thermophysical and mechanical properties of steels]. Available at: http://sak.ru>reference/material/steel/steel1–2.html (Accessed: 10.08.2014). (In Russ.).

9. Zavisimost’ modulya uprugosti tverdogo tela ot temperatury [Dependence of elastic modulus of solids on temperature]. Available at: http://www.effects.ru/science/78/index.htm (Accessed: 17.09.2014). (In Russ.).