To the Problem of Modeling the Processes of Cooling the Wire During Thermal Deformational Formation of a Nanoscale Structure
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2017-4-7-12Keywords:
drawing, TDO, technology, simulation, cooling, fluid dynamics, wire, sprayer, portageAbstract
A technology for thermal strain processing was developed to form nanoscale structure in structural steels. A model of technological process includes fast wire induction heating up to 900÷1000°C for polymorphic transformation and homogenization of high-temperature phase; drawing and specified cooling so as to form polygonised nanoscale structure. The last stage has a defining role in the process of polygonization and sizes of substructure being obtained. To control the specified cooling that forms and fixes polygonised nanoscale structure a mathematical model for manufacturing schemes of wire straining with the jointless stationary drawing die was developed. When the jointless stationary drawing die is used the cooling process takes place on the die relief. Physical processes are described that take place at the cooling stage during thermal deformation processing of the wire. Physical assumptions that simplify mathematical model were justified. Research and computational areas of the wire cooling process when leaving a single-piece permanent die was developed. Solution of mathematical model includes two approaches: division of solution into several stages and solution of the coupled heat transfer.References
Фролов К. В. Проблемы надежности и ресурса изделий машиностроения // Проблемы надежности и ресурса в машиностроении : сб. научн. трудов. М. : Наука, 1988. С. 5-35.
Бернштейн М. Л. Структура деформированных металлов. М. : Металлургия, 1977. 432 с.
Шаврин О. И. Технология и оборудование термомеханической обработки деталей машин. М. : Машиностроение, 1983. 176 с. : ил.
Роль дислокаций в упрочнении и разрушении металлов / под ред. В. С. Ивановой. М. : Наука, 1965. 180 с.
Valiev R. Z., Alexandrov J. V., Zhu Y. T. and Lowe T. C. Paradox of strength and ductility in metals processed by severe plastic deformation. J. Mater. Res, 2002, 17, p. 5.
Wang Y. M., Ma E. Three strategies to achieve uniform tensile deformation in a nanostructured metal. Acta mater, 2004, 52, pp. 1699-1709.
Технология производства изделий из композиционных материалов, пластмасс, стекла и керамики. Т. III-6 / под общ. ред. В. С. Боголюбова // Машиностроение. Энциклопедия / ред. совет: К. В. Фролов (пред.) и др. Разд. 6. Нанотехнологии в машиностроении, с. 544-555. М. : Машиностроение, 2006. 576 с.
Лякишев Н. П., Алымов М. И. Наноматериалы конструкционного назначения // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1, № 1-2. С. 71.
Бернштейн М. Л., Займовский В. А., Капуткина Л. М. Термомеханическая обработка стали. М. : Металлургия, 1983. 480 с.
Шаврин О. И. Формирование наноразмерной субструктуры в материале деталей машин // Вестник ИжГТУ. 2011. № 1. С. 4-7.
Shavrin O. I. Influence of Nanotechnology on Coiled Springs Operational Characteristics // Nanostructures, nanomaterials and nanotechnologies to nanoindustry / Edited by Vladimir I. Kodolov, DSc, Gennady E. Zaikov, DSc, and A. K. Haghi, PhD. Apple Academic Press, Inc., 2014. Pp. 259-273.
Shavrin O. I., Scvortsov A. N., Maslov L. M. Manufacturing schemes of nanoscalestructure formation in machin parts // Machines, Technologies, Materials. 2015. Iss. 6. Pp. 34-37.
Шаврин О. И. Опыт применения индукционного нагрева в технологиях высокотемпературной термомеханической обработки // Индукционный нагрев. 2010. № 14. С. 31-35.
Шаврин О. И., Скворцов А. Н. Конечно-элементное моделирование термодеформационных процессов при изготовлении высокопрочной проволоки // Вестник ПНИПУ. Механика. 2016. № 1. С. 147-165.
Пат. РФ 2 549 798. Устройство для деформации проволоки из стали, линия и способ производства высокопрочной проволоки из стали / О. И. Шаврин. Опубликовано 27.04.15, бюллетень № 12.
