Регистрация / Вход
Прислать материал

Моделирование операции радиальной ковки трехслойной трубной заготовки «сталь 20Х13/сплав V-4Ti-4Cr/сталь 20Х13»

Фамилия
Муратшин
Имя
Анатолий
Отчество
Борисович
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Металловедения и физики прочности
Академическая группа
МТ-14-1
Научный руководитель
К.т.н. Нечайкина Татьяна Анатольевна
Название тезиса
Моделирование операции радиальной ковки трехслойной трубной заготовки «сталь 20Х13/сплав V-4Ti-4Cr/сталь 20Х13»
Тезис

До сих пор окончательно не решен вопрос с выбором конструкционных материалов (КМ) для элементов активной зоны ректоров на быстрых нейтронах (БН) нового поколения, а именно тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ), от которого требуется высокая жаропрочность (до 800 °С), радиационная стойкость (до 200 сна) и коррозионная стойкость, в том числе в среде жидкометаллического теплоносителя.

В качестве КМ для оболочек ТВЭЛ ректоров БН нового поколения перспективным является сплав V-4Ti-4Cr, который превосходит имеющиеся КМ по жаропрочности и радиационной стойкости, однако имеет низкую коррозионную стойкость. Предлагается защищать ванадиевый сплав с поверхности коррозионностойкими высокохромистыми сталями типа Х13-Х17 путем создания трехслойного материала методом совместной пластической деформации, состоящий из последовательных стадий горячего прессования, радиальной ковки и холодной прокатки.

В связи с отсутствием технологии изготовления трехслойных тонкостенных труб, в данной работе проведено моделирование операции радиальной ковки трехслойной трубной заготовки «сталь 20Х13/сплав V-4Ti-4Cr/сталь 20Х13». Моделирование проводили методом конечных элементов с помощью программы QFORM, которая широко используется для моделирования процессов деформационно-термической обработки цельных изделий и труб.

Задачами моделирования являлся анализ изменения параметров (деформации, напряжения и температуры) по сечению трехслойной трубы при радиальной ковке, и выбор режима радиальной ковки трехслойных труб с учетом возможностей промышленного оборудования.

В работе опробованы разные режимы радиальной ковки трехслойной трубы, при этом варьировались следующие параметры: сила удара бойка, скорость вращения и движения заготовки, температура заготовки и инструментов. Построены трехмерные модели инструмента и заготовки и проанализировано изменение ряда параметров (напряжение, деформация, температура, повреждаемость) в различных сечениях трубной заготовки на различных этапах радиальной ковки.