limЛитье и металлургияLitiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY)1683-60652414-0406BNTUlim-903Research ArticleМатериаловедениеScience of materialsКОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ВТУЛОК ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ГРАДИЕНТОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАФИТНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ ПО СЕЧЕНИЮFINITE-ELEMENT MODELING OF HOT FORMING OF BUSHES MADE FROM HIGH-STRENGTH CAST IRON WITH A GRADIENT DISTRIBUTION OF GRAPHITE INCLUSIONS OVER CROSS-SECTIONПокровскийА. И.PokrovskyA. I.arturu@tut.byЛущикП. Е.LushchikP. E.pavel86lu@gmail.comФизико-технический институт НАН БеларусиБеларусьPhysical-Engineering Institute of the NAS of BelarusBelarusНаучно-технологический парк БНТУ «Политехник»БеларусьScientific-technological park of BNTU «Polytechnic»Belarus2016050420160196107Copyright © Покровский А.И., Лущик П.Е., 20162016Покровский А.И., Лущик П.Е.Pokrovsky A.I., Lushchik P.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://lim.bntu.by/jour/article/view/903

Выполнено имитационное моделирование процесса прямого горячего выдавливания втулок из высокопрочного чугуна, в частности, оценка вероятности образования трещин, величин напряжений, деформаций, их изменения в процессе штамповки. Отличительной особенностью объектов моделирования являлось использование при деформировании приемов, обеспечивающих градиент распределения графитных включений в структуре по сечению втулок. Полученные значения использованы в конкретных технологических процессах, используемых на практике.

Imitation modeling of direct hot extrusion of bushes made from high-strength cast iron is performed using finite-element method. The evolution of stress and strain fields during processing and the probability of crack formation are evaluated. The specific feature of the work is that during hot forming a special technique was used which permitted obtaining a gradient distribution of graphite inclusions over the cross-section of bushes. The results of modeling are used in certain technologies which are implemented in industrial practice.

горячее выдавливаниевысокопрочный чугунвтулкиметаллическая матрицавключения графитаметод конечных элементовhot extrusionhigh-strength cast ironbushesmetal matrixgraphite inclusionsfinite-element methodReferencesГубкин С. И. Теория течения металлического вещества. М.; Л.: ОНТИ, 1935. 91с.Gubkin S. I. Teoriya techeniya metallicheskogo veschestva [The theory of flow of metals]. Moskow–Leningrad, ONTI Publ., 1935, 91 p.Северденко В. П. Теория обработки металлов давлением. Мн.: Выш. шк., 1966. 224 с.Severdenko V. P. Teoriya obrabotki metallov davleniem [Theory of Metal Forming]. Minsk, Vysheyshaya shkola Publ., 1966. 224 p.Северденко В. П., Мурас В. С., Суходрев Э. Ш. Горячее гидродинамическое выдавливание режущего инструмента. Мн.: Наука и техника, 1974. 256 с.Severdenko V. P., Muras V. S., Suhodrev E. S h. Goryachee gidrodinamicheskoje vydavlivanie rezhuschego instrumenta [Hot hydrodynamic extrusion of cutting tools]. Minsk, Nauka i tehnika Publ., 1974. 256 p.Антонишин Ю. Т. Пластическая деформация чугуна. Мн.: Навука и тэхника, 1991. 119 с.Antonishin Y u. T. Plasticheskaya deformatsiya chuguna [Plastic deformation of cast iron]. Minsk, Navuka i tehnika Publ., 1991. 119 p.Дудецкая Л. Р., Покровский А. И. Исследование прочности и пластичности чугунов в горячем состоянии // Весцi НАН Беларусі. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2000. № 4. С. 51–55.Dudetskaya L. R., Pokrovskiy A. I. Issledovanie prochnosti i plastichnosti chugunov v goryachem sostoyanii [Investigation of strength and ductility of cast iron in the hot condition]. Vestsi NAN Belarus. Seriya fiz.-tehn. navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, ser. Physical and Technical Sciences, 2000, no. 4, pp. 51–55.Покровский А. И., Ласковнев А. П. Исследование пластичности и технологической деформируемости чугуна // Перспективные материалы и технологии / Под ред. В. В. Клубовича. Витебск: ВГТУ, 2013. С. 566–586.Pokrovskiy A. I., Laskovnev A. P. Issledovanie plastichnosti i tehnologicheskoy deformiruemosti chuguna / Razdel v kollekt. monografii «Perspektivnyje materialy i tehnologii» (glava 27). Pod red. V. V. Klubovicha [Study of plasticity and technological deformability of cast iron. Collective monograph «Advanced Materials and Technologies» (chapter 27). Ed. By V. V. Klubovich]. Vitebsk, VGTU Publ., 2013. 655 p.Покровский А. И. Горячая пластическая деформация чугуна: структура, свойства, технологические основы. Мн.: Беларуская навука, 2010. 256 с.Pokrovskiy A. I. Goryachaya plasticheskaya deformatsiya chuguna: struktura, svoystva, tehnologicheskie osnovy [Hot plastic deformation of iron: structure, properties, technological foumdations]. Minsk, Belaruskaja navuka Publ., 2010. 256 p.Покровский А. И. Пластическое течение включений цементита и графита при обработке давлением чугуна // Литье и металлургия. 2013. № 1 (69). С. 88–95.Pokrovskiy A. I. Plasticheskoe techenie vklyucheniy tsementita i grafita pri obrabotke davleniem chuguna [Plastic flow of cementite and graphite inclusions in pressure forming of cast iron]. Lit’e i metallurgiya = Foundry production and metallurgy, 2013, no. 1 (69), pp. 88–95.Покровский А. И., Лущик П. Е. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния и особенности структурообразования чугуна при горячем выдавливании // Литье и металлургия. 2014. № 4 (77). С. 33–43.Pokrovskiy A. I., Luschik P. E. Chislennoe modelirovanie naprjazhenno-deformirovannogo sostoyaniya i osobennosti strukturoobrazovaniya chuguna pri goryachem vydavlivanii [Numerical simulation of stress-strain state and peculiarities of structure of iron during hot extrusion]. Lit’e i metallurgiya = Foundry production and metallurgy, 2014, no. 4 (77), pp. 33–43.Способ изготовления поршневых колец: пат. 4741 Респ. Беларусь от 18.06.2002 по заявке 970621 от 18.11.1997 / Л. Р. Дудецкая, И. К. Данильчик, А. И. Покровский.Patent Respubliki Belarus’ 4741 ot 18.06.2002 po zayavke 970621 ot 18.11.1997. Dudetskaya L. R., Danil’chik I. K., Pokrovskiy A. I. Sposob izgotovleniya porshnevyh kolets [A method of manufacturing piston rings]. The patent of Republic of Belarus, no. 4741 of 18.06.2002 on the application of the 970 621 18.11.1997.Способ изготовления подшипника скольжения: пат. 16220 Респ. Беларусь от 11.05.2012 по заявке а20100846 от 31.05.2012 / А. И. Покровский, И. Н. Хроль.Patent Respubliki Belarus’ 16220 ot 11.05.2012 po zayavke a20100846 ot 31.05.2012. Pokrovskiy A. I., Hrol’ I. N. Sposob izgotovleniya podshipnika skol’zheniya [A method for producing sliding bearings]. The patent of Republic of Belarus, no. 16220 from 11.05.2012 to 31.05.2012 by a20100846 application.Пригоровский Н. И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений: Справ. М.: Машиностроение, 1983. 248 с.Prigorovskiy N. I. Metody i sredstva opredeleniya poley deformatsiy i naprjazheniy [Methods and means for determining the strain and stress fields. A handbook]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1983. 248 p.Abdellah, Mohammed Y., Mohamed K. Hassan and H. M. Abu El-Ainin. Plasticity and formability controlling of cast iron using thermo-mechanical treatment // American Journal of Materials Engineering and Technology. 2014. Vol. 2. No. 3. P. 38–42.Abdellah, Mohammed Y., Mohamed K. Hassan and H. M. Abu El-Ainin. Plasticity and formability controlling of cast iron using thermo-mechanical treatment. American Journal of Materials Engineering and Technology. 2014, vol. 2, no. 3, pp. 38–42.Qi, Kai et al. Research on the hot deformation behavior and graphite morphology of spheroidal graphite cast iron at high strain rate // Materials & Design. 2009. Vol. 30. No. 10. P. 4511–4515.Qi, Kai et al. Research on the hot deformation behavior and graphite morphology of spheroidal graphite cast iron at high strain rate. Materials & Design, 2009, vol. 30, no. 10, pp. 4511–4515.Yon , Xue et al. Study on critical damage factor and phenomenological constitutive model including dynamic recrystallization softening of AZ80 magnesium alloy // Rare Metal Materials and Engineering. 2012. Vol. 41. P. 250–253.Yong, Xue et al. Study on critical damage factor and phenomenological constitutive model including dynamic recrystallization softening of AZ80 magnesium alloy. Rare Metal Materials and Engineering, 2012, vol. 41, pp. 250–253.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.