Получение мелкодисперсных материалов на основе магния. Результаты численного моделирования и эксперимент

Сентябрь 6, 2022

Главная
Алгебра
Получение мелкодисперсных материалов на основе магния. Результаты численного моделирования и эксперимент

Содержание

2. Вектор развития энергетических ресурсов [A. Zuttel, International Hydrogen Showcase, April 2011]
3. Вектор развития энергетических ресурсов
4. Резервуар H2 (MgH2) Возобновляемые источники Электролизер Топливный элемент Использование энергии: Электросети или автономный пользователь
5. Methods of severe plastic deformations: Forging (F), Cold Rolling (CR), Equal Chanel Angular Pressing (ECAP) Fast
6. Равноканальное угловое прессование – РКУП* * Фотографии предоставлены D. Fruchart: Institut Néel, Le Centre National de
7. Граничные условия: Расчетная область представляет собой круговой сектор ОАВ с радиусом R, углом . Используется модель
8. Представим функцию в виде степенного ряда Выражения для скоростей деформаций , Вариационная постановка задачи РКУП
9. Вариационная постановка задачи РКУП кривая 1- m =0; 2- m=0,2; 3- m=0,4; 4- m=0,6; 5- m=0,8;
10. Механические свойства магниевых сплавов до и после операции РКУП
11. Микроструктура образцов Mg (a), сплавов AZ31 (б) и ZK60 (в). Распределение элементов в сплаве ZK60 (г)
12. 1 – AZ31, исходный 2 – AZ31 после 1-го прохода, Т= 200оС 3 – AZ31 после
13. Механические свойства магниевых сплавов до и после операции РКУП: 1 проход, Т=20 оС (испытания по схеме
14. Применение метода сеток при исследовании НДС образца при операции РКУП. Исходный образец На рисунке – фрагмент
15. Т = 200 °С Т = 170 °С 3 5 Применение метода сеток при исследовании НДС
16. Распределение интенсивности деформаций по ширине образца для выделенных рядов 1 – ряд 1 2 – ряд
17. Поле интенсивности деформаций на части боковой поверхности заготовки, Т = 200 °С
18. 3D моделирование операции РКУП. Пространственная конфигурация каналов
19. Режим А – без вращения образца вокруг длинной оси Режим Вс – поворот образца вокруг длинной
20. Режим А Режим Вс Распределения интенсивности деформаций. Третий цикл операции РКУП
21. Функция распределения интенсивности деформаций по объему образца 1-й проход – «круг». 2-й проход: «квадрат» - угол
22. 2-й проход (Вс) - «круг» 3-й проход: «квадрат» - угол поворота 0°; «ромб» - угол поворота
23. Функция распределения интенсивности остаточных напряжений по объему образца 1-й проход: «ромб» 2-й проход: «квадрат» - угол
24. Влияние числа циклов деформации РКУП на размер зерна (d) сплава AZ31 Температура РКУП 200 °С
25. Оценка роста температуры заготовки в ходе операции РКУП В адиабатическом приближении В терминах приращений при условии
26. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Предложен способ оценки уровня накопленной в процессе РКУП деформации. 2. Показано, что с увеличением
28. Скачать презентацию

Слайд 2

Вектор развития энергетических ресурсов
[A. Zuttel, International Hydrogen Showcase, April 2011]

Слайд 3

Вектор развития энергетических ресурсов

Слайд 4

Резервуар H2 (MgH2)
Возобновляемые
источники
Электролизер
Топливный
элемент
Использование энергии:
Электросети или
автономный пользователь

Слайд 5

Methods of severe plastic deformations: Forging (F), Cold Rolling (CR), Equal

Chanel Angular Pressing (ECAP)

Fast Forging

Samples after severe plastic deformation:
Fast Forging Cold Rolling ECAP

Cold Rolling)

Equal Chanel Angular Pressing

Слайд 6

Равноканальное угловое прессование – РКУП*
* Фотографии предоставлены D. Fruchart: Institut Néel,

Le Centre National de la Recherche Scientifique, Grenoble, France

«Рабочее тело» аккумулятора водорода

Лабораторная установка РКУП

Слайд 7

Граничные условия:
Расчетная область представляет собой круговой сектор ОАВ с радиусом R,

углом
. Используется модель жесткопластического тела.

Основное энергетическое соотношение для случая плоского деформирования, сформулированное в скоростях

– предел текучести;

– фактор трения;

– интенсивность скоростей деформаций сдвига.

Вариационная постановка задачи РКУП

Слайд 8

Представим функцию
в виде степенного ряда
Выражения для скоростей деформаций
,

Вариационная постановка задачи РКУП

Слайд 9

Вариационная постановка задачи РКУП
кривая 1- m =0; 2- m=0,2; 3- m=0,4;

4- m=0,6; 5- m=0,8; 6- m=0,95;

Слайд 10

Механические свойства магниевых сплавов до и после операции РКУП

Слайд 11

Микроструктура образцов
Mg (a), сплавов AZ31 (б) и ZK60 (в).
Распределение

элементов в сплаве ZK60 (г)

Слайд 12

1 – AZ31, исходный
2 – AZ31 после 1-го прохода, Т= 200оС
3

– AZ31 после 2-го прохода, Вс ,
Т= 200оС

Механические свойства магниевого сплава AZ31 до и после РКУП (испытания по схеме А)

Магниевый сплав AZ31 (96% Mg, 3% Al, 1% Zn, вес. %)

Слайд 13

Механические свойства магниевых сплавов до и после операции РКУП: 1 проход,

Т=20 оС
(испытания по схеме А)

Предел текучести повышается:
Mg – в 5,7 раз
AZ31 – в 2,7 раза
ZK60 – в 1,7 раза
Предел прочности повышается:
Mg – в 1,5 раза
AZ31 – на 15–40 %
ZK60 – на 20 %
Модуль упругости уменьшается в 2,5–2,9 раза
Единичная операция РКУП приводит к появлению анизотропии механических свойств. Предел прочности, измеренный по схеме В (перпендикулярно длинной оси заготовки) выше предела прочности измеренного по схеме А (вдоль длинной оси заготовки):
AZ31 – на 21 %
ZK60 – на 39 %

Слайд 14

Применение метода сеток при исследовании НДС образца при операции РКУП. Исходный

образец

На рисунке – фрагмент поверхности образца.
Размер сетки 1,95х1,95 мм, глубина бороздки не более 0,1 мм

Материал: сплав AZ31(96% Mg, 3% Al, 1% Zn, вес. %)
Размер заготовки: 12х12х50 мм,
Условия РКУП: угол сопряжения каналов матрицы 105°, скорость похода образца – 3см/с

Слайд 15

Т = 200 °С
Т = 170 °С
3
5
Применение метода сеток при исследовании

НДС образца при операции РКУП.
Деформированная сетка после прохода матрицы

Слайд 16

Распределение интенсивности деформаций
по ширине образца для выделенных рядов
1 – ряд 1
2

– ряд 5
3 – ряд 8

1 – ряд 1
2 – ряд 3
3 – ряд 5

Т = 200 °С

Т = 170 °С

Слайд 17

Поле интенсивности деформаций на части боковой поверхности заготовки, Т = 200

°С

Слайд 18

3D моделирование операции РКУП. Пространственная конфигурация каналов

Слайд 19

Режим А – без вращения образца вокруг длинной оси
Режим Вс –

поворот образца вокруг длинной оси на 90° при каждом проходе

Распределения интенсивности деформаций.
Второй цикл операции РКУП

Слайд 20

Режим А
Режим Вс
Распределения интенсивности деформаций.
Третий цикл операции РКУП

Слайд 21

Функция распределения интенсивности
деформаций по объему образца
1-й проход – «круг».
2-й проход:
«квадрат»

- угол поворота = 0°;
«ромб» - угол поворота = 90°;
«треугольник» - угол поворота = 180°.

Повороты осуществляли относительно длинной оси заготовки

Слайд 22

2-й проход (Вс) - «круг»
3-й проход:
«квадрат» - угол поворота 0°;
«ромб»

- угол поворота 90°;
«треугольник» - угол поворота = 180°.

Повороты осуществляли относительно длинной оси заготовки

Слайд 23

Функция распределения интенсивности
остаточных напряжений по объему образца
1-й проход: «ромб»
2-й проход: «квадрат»

- угол поворота = 180°;
«треугольник» - угол поворота = 90°;
3-й проход: «круг» - угол поворота = 90°

Слайд 24

Влияние числа циклов деформации РКУП
на размер зерна (d) сплава AZ31
Температура

РКУП 200 °С

Слайд 25

Оценка роста температуры заготовки в ходе операции РКУП
В адиабатическом приближении
В терминах

приращений при условии постоянства
плотности и удельной теплоемкости

Температура рекристаллизации магниевых сплавов Тr = 183–257 °С. DT = 43–48 °С

Для осуществления режима холодной деформации необходимо учитывать выделяемое тепло

Слайд 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Предложен способ оценки уровня накопленной в процессе РКУП деформации.
2. Показано,

что с увеличением количества циклов РКУП происходит накопление остаточной деформации в образце (с постепенным затуханием), распределенной в нем весьма неравномерно.
3. Обоснована рациональная, с точки зрения эффективного поглощения водорода, схема реализации РКУП.

Получение мелкодисперсных материалов на основе магния. Результаты численного моделирования и эксперимент

Содержание

Вектор развития энергетических ресурсов[A. Zuttel, International Hydrogen Showcase, April 2011]

Вектор развития энергетических ресурсов

Резервуар H2 (MgH2)Возобновляемые источникиЭлектролизерТопливный элементИспользование энергии:Электросети или автономный пользователь

Methods of severe plastic deformations: Forging (F), Cold Rolling (CR), Equal

Равноканальное угловое прессование – РКУП** Фотографии предоставлены D. Fruchart: Institut Néel,

Граничные условия:Расчетная область представляет собой круговой сектор ОАВ с радиусом R,

Представим функцию в виде степенного рядаВыражения для скоростей деформаций ,

Вариационная постановка задачи РКУПкривая 1- m =0; 2- m=0,2; 3- m=0,4;

Механические свойства магниевых сплавов до и после операции РКУП

Микроструктура образцов Mg (a), сплавов AZ31 (б) и ZK60 (в). Распределение

1 – AZ31, исходный2 – AZ31 после 1-го прохода, Т= 200оС3

Механические свойства магниевых сплавов до и после операции РКУП: 1 проход,

Применение метода сеток при исследовании НДС образца при операции РКУП. Исходный

Т = 200 °СТ = 170 °С35Применение метода сеток при исследовании

Распределение интенсивности деформацийпо ширине образца для выделенных рядов1 – ряд 12

Поле интенсивности деформаций на части боковой поверхности заготовки, Т = 200

3D моделирование операции РКУП. Пространственная конфигурация каналов

Режим А – без вращения образца вокруг длинной осиРежим Вс –

Режим АРежим ВсРаспределения интенсивности деформаций.Третий цикл операции РКУП

Функция распределения интенсивностидеформаций по объему образца1-й проход – «круг».2-й проход: «квадрат»

2-й проход (Вс) - «круг» 3-й проход:«квадрат» - угол поворота 0°;«ромб»

Функция распределения интенсивностиостаточных напряжений по объему образца1-й проход: «ромб»2-й проход: «квадрат»

Влияние числа циклов деформации РКУПна размер зерна (d) сплава AZ31 Температура

Оценка роста температуры заготовки в ходе операции РКУПВ адиабатическом приближенииВ терминах

ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Предложен способ оценки уровня накопленной в процессе РКУП деформации.2. Показано,

Похожие презентации