О рекристаллизации алюминия в процессе радиального выдавливания

Перспективным методом для получения осесимметричных деталей с фланцами и утолщениями является радиальное выдавливание. Оно характеризуется течением металла в радиальном направлении. Наличие высоких степеней деформации позволяет получить точное и качественное заполнение формы готового изделия. Экономический эффект достигается за счет снижения расхода металла, что является немаловажным фактором при изготовлении деталей из цветных металлов и сплавов.Для изучения процесса радиального выдавливания и проведения экспериментальных исследований в ДонФТИ была разработана новая схема радиального выдавливания,которая отличается наличием пуансона-рассекателя. Эта конструктивная деталь позволяет решить две проблемы: во-первых, она обеспечивает равномерное течение металла по радиусу, во-вторых — формирует более сложную конфигурацию заготовки, наиболее приближенную к конечной форме изделия.Для проведения экспериментальных исследований использовались цилиндрические образцы из технически чистого алюминия АД1. Образцы изготавливались точением из прутка, с последующим отжигом. В качестве смазывающего материала использовали смесь воска, касторового масла и канифоли. Выдавливание происходило при комнатной температуре, т.е. образец предварительно не нагревался. Регистрация показаний рабочих датчиков осуществлялась при помощи комплекта тензометрической аппаратуры.

Рисунок1 - График распределения твердости по длине образца от центра к переферии

От полученных на установке изделий были отрезаны образцы с последующей их шлифовкой, выявлением структуры, были проведены замеры твёрдости. В работе приведен график распределения твёрдости по длине образца с лева на право (рисунок 1), микроструктуры исходного (рисунок 2) и деформированного алюминия (рисунок 3).

Рисунок2 - Микроструктура исходного образца

Рисунок3 - Микроструктура деформированного образца

Из графика (рисунок 1) можно увидеть, что твердость по длине образца различна и распределена по следующему принципу: вблизи центра низкая, далее по мере удаления от центра растет, а, приближаясь к периферии становится ниже. В результате обработки полученных данных выдвинуты несколько предположений обосновывающих распределение твёрдости по длине образца. Первым из предположений является разрыхление материала, обусловленное спецификой течения в процессе радиального выдавливания. Т.е. возникают значительные растягивающие напряжения в радиальном направлении, что может привести к образованию трещин и других дефектов. Вторым – динамическая рекристаллизация алюминия в процессе деформации, которая обусловлена интенсивными пластическими деформациями, направленными к периферии. А также возможность сочетания первых двух гипотез.