Obrabotka Metallov. 2016 no. 1(70)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (70) 2016 7 ТЕХНОЛОГИЯ такие методы формовки позволяют сохранить ресурс, уменьшить вес, избавиться от сборочных и подгоночных работ на стадии изготовления из- делия. Технологии формовки крупногабаритных элементов конструкций, позволяющие за один технологический шаг совместить процессы ре- лаксации и термической обработки материала изделия, применяются на отечественных авиа- ционных заводах, в том числе НАЗ им. В.П. Чка- лова [6]. В большинстве случаев технология изготовле- ния элементов авиационных конструкций включа- ет в себя операции формообразования в ненагре- том состоянии, при которых материал испытывает воздействие ударных нагрузок, что способствует появлению в изделии недопустимо больших оста- точных напряжений и трещин, которые приводят к ухудшению усталостных характеристик и сниже- нию ресурса конструкции в целом. В работе [7] исследовано влияние на меха- нические свойства алюминиевого сплава 7075 (Al-Zn-Mg-Cu) высоких скоростей деформиро- вания (от 1,3·10 3 до 3,1·10 3 с –1 ) в диапазоне тем- ператур от 25 до 300 °С. Сплав 7075 является зарубежным аналогом В95. Авторами проводи- лось сравнение свойств состаренных образцов и образцов в состоянии поставки. Показано, что скорость деформации и температура суще- ственно влияют на эволюцию микроструктуры и морфологию зерна. Средний размер зерна после ударной деформации может быть выражен отно- шением Холла-Петча. В статье [8] рассмотрено изменение динами- ческого размягчения сплава 7075 в зависимости от температуры (250, 300, 350, 400 и 450 °С) и скоростей деформирования (0,01; 0,1; 1 и 10 с –1 ) при сжатии. Показано, что изменение темпера- туры существенно влияет на скорость динами- ческого размягчения. Получена зависимость напряжения от значений деформации, скорости деформации и температуры. В работе [9] показано, что механизмом де- формации для одноосных испытаний образцов из сплава 7075 при 300 и 350 °С являются сколь- жения по границам зерен, а также, что оптималь- ной скоростью сверхпластической деформации является 3·10 – …10 –2 с -1 . Граничная разориента- ция зерен и постоянность температуры являют- ся двумя основными факторами, которые вносят вклад в высокие удлинения на разрыв. Работа [10] посвящена экспериментальному исследованию образцов из сплава 7075 в состоя- нии поставки и в кованом состоянии при темпе- ратурах (от 250 до 450 °C) и скоростях деформа- ции (от 0,002 до 2 c –1 ). Измерялась анизотропия материала при комнатной температуре для ко- ваных образцов. Однородность и структуру ма- териала оценивали с помощью измерения твер- дости по Виккерсу и оптической микроскопии. Одним из результатов работы стал факт слабой выраженности деформационной анизотропии материала во время испытаний при повышенных температурах по сравнению с существенным ее проявлением при холодной деформации. В основе технологии формообразования конструкций лежит решение обратной задачи неупругого деформирования тела в условиях ползучести с последующим упругим распружи- ниванием. Суть задачи заключается в определе- нии такого усилия и формы оснастки для фор- мования заготовки, которое обеспечит заданную кривизну изделия после снятия нагрузки. Мате- матический аппарат для решения подобных за- дач приведен в работе [11]. Сложность решения этих задач связана как с существенной анизотро- пией свойств ползучести материала заготовки, так и с учетом разносопротивляемости матери- ала растяжению и сжатию. Современные подхо- ды к решению ряда задач ползучести изложены в работах [12, 13]. В статье [14] показано численное решение задачи формования элемента конструкции двой- ной кривизны в условиях ползучести с учетом разносопротивляемости материала растяжению и сжатию. В противном случае это может при- вести к различию между расчетными прогиба- ми конструкции и прогибами, наблюдаемыми в эксперименте. В работе [15] дано решение зада- чи кручения пластины постоянным моментом с учетом анизотропии свойств материала, в кото- рой отмечено, что наименее сопротивляющимся ползучести в анизотропной плите является на- правление под углом 45° к ее нормали. Ответ на вопрос о влиянии характеристик технологического процесса: скорости и темпера- туры формообразования заготовки на усталост- ную долговечность отформованных конструк- ций являются актуальными для современной авиастроительной отрасли производства. Выбор параметров формообразования связан с требова-