DOI: https://doi.org/10.20535/2521-1943.2020.89.204865

Evaluation of the deformability of a titanium alloy in isothermal forming

Т. R. Garanenko, А. V. Titov

Abstract


A method for assessing the deformability of metals and alloys under isothermal shaping based on biaxial tensile tests during membrane shaping has been developed and justified. The technical implementation of the method is completed.

An installation for the forming of membranes by pressure of a gaseous medium – argon gas from a sheet material in isothermal conditions at hot plastic deformation temperatures was developed.

The results of studies of sheet blanks from OT4-0 titanium alloy at temperature made it possible to establish the dependence of the limiting strain on the strain temperature in the range of 820-850 оC.

It is shown that the results of the obtained ultimate strains can be used in the Normalized Cockcroft-Latham criterion for numerical calculations of plastic shaping in isothermal conditions.


Keywords


method for assessing the deformability of alloys; isothermal plastic forming; OT4-0 titanium alloy; Normalized Cockcroft-Latham criteria

References


Baryshnikov, M.P., Chukin, M.V., Boiko, A.B. and Il'ina, N.N. (2014), “K voprosu vybora kriteriev razrusheniya pri matematicheskom modelirovanii protsessov obrabotki davleniem v sovremennykh programmnykh kompleksakh”, Obrabotka sploshnykh i sloistykh materialov, vol. 40, no.1, pp. 48–55.

Baryshnikov, M.P., Chukin, M.V. and Boiko, A.B. (2012), “Analiz programmnykh kompleksov dlya rascheta napryazhenno-deformirovanogo sostoyaniya kompozitsionnykh materialov v protsessakh obrabotki davleniem”, Vestnik magnitogorskogo GTU im. G.Ts. Nosova, no. 4, pp. 72–74.

Dolgii, D.K., Korchunov, A.G. and Baryshnikov, M.P. (2012), “Modelirovanie protsessa stabilizatsii vysokoprochnoi kholodnodeformirovannoi armatury”, Vestnik magnitogorskogo GTU im. G.Ts. Nosova, no. 2, pp. 43–47.

Guntram, R. (2006), “Modeling ductile damage of a Ni-base alloy considering the microstructure evolution during hot working”. Steel Grips, Journal of steel and Related Materials, no. 4, pp. 56–63.

Orlyuk, M.V. (2017), “Granichnі znachennya kriterіїv ruinuvannya pri modelyuvannі protsesіv vityaguvannya v seredovishchі DEFORM”, Obrabotka materialov davleniem, Kramatorsk, vol. 45, no. 2, pp. 22–29. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/27990

Bao, Y.A. and Wierzbicki, T. (2004), “Comparative study on various ductile crack formation criteria”, J Eng Mater Technol., no. 126, pp. 314–324.

Bao, Y.A. and Wierzbicki, T. (2004), “On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space”, International Journal of Mechanical Sciences, vol. 46, no. 1, pp. 81–98.

Mikhalevich, V.M., Dobranyuk, Yu.V. and Kraєvs'kii, V.O. (2018), “Porіvnyal'ne doslіdzhennya modelei granichnikh plastichnikh deformatsіi”, [Tekst], Vіsnik mashinobuduvannya ta transport, no. 2, pp. 56–64.http://nbuv.gov.ua/UJRN/vmbt_2018_2_9

Tomlenov, A.D. (1958), “Teoriya gidrostaticheskogo ispytaniya listovogo metalla”, Vestnik mashinostroeniya, no. 10,

pp. 47–49.

Hill, R. (1950), “Theory of the Plastic Bulging of the Metal Diaphragm by Lateral Pressure”, Philosophical Magazine, vol. 41, pp. 1133–1144.

Isachenkov, E.I. (1967), Shtampovka rezinoi i zhidkost'yu, Mashinostroenie, Moscow, Russia.

Smirnov-Alyaev, G.A. (1972), Eksperimental'noe issledovanie v obrabotke metallov davleniem, Mashinostroenie, Moscow, Russia.

Kolesnikov, A.V. A.A. Cheslavskaya, A.K. Shmakov (2015), “Opredelenie pokazatelei sverkhplastichnosti titanovogo splava OT4-1”, Vestnik IrGTU, vol. 105, no. 10, pp. 57–61.

Shorshorov, M.Kh. (1973), Sverkhplastichnost' metallicheskikh materialov, Nauka, Moscow, Russia.


GOST Style Citations


  1. Барышников М.П. К вопросу выбора критериев разрушения при математическом моделировании процессов обработки давлением в современных программных комплексах / М.П. Барышников, М.В. Чукин, А.Б. Бойко, Н.Н. Ильина // Обработка сплошных и слоистых материалов. – 2014. – T. 40, № 1. – С. 48–55.
  2. Барышников М.П. Анализ программных комплексов для расчета напряженно-деформированого состояния композиционных материалов в процессах обработки давлением // М.П. Барышников, М.В. Чукин, А.Б. Бойко // Вестник магнитогорского ГТУ им. Г.Ц. Носова. – 2012. – № 4. – С. 72–74.
  3. Долгий Д.К. Моделирование процесса стабилизации высокопрочной холоднодеформированной арматуры / Д.К. Долгий, А.Г. Корчунов, М.П. Барышников // Вестник магнитогорского ГТУ им. Г.Ц. Носова. – 2012. – № 2. – С. 43–47.
  4. Guntram R. Modeling ductile damage of a Ni-base alloy considering the microstructure evolution during hot working // Steel Grips/ Journal of steel and Related Materials. – 2006. – № 4. – P. 56–63.
  5. Орлюк М.В. Граничні значення критеріїв руйнування при моделюванні процесів витягування в середовищі DEFORM / Обработка материалов давлением – Краматорск. – 2017. T. 45, № 2. – С. 22–29. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/27990
  6. Bao Y.A. Comparative study on various ductile crack formation criteria / Y. Bao, T. Wierzbicki // J Eng Mater Technol. – 2004. – No. 126. – P. 314–324
  7. Bao Y.A. On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space/ Y. Bao, T. Wierzbicki //International Journal of Mechanical Sciences. – 2004. – Vol. 46, No. 1. P. 81–98.
  8. Михалевич В. М. Порівняльне дослідження моделей граничних пластичних деформацій [Текст] / В.М. Михалевич, Ю.В. Добранюк, В.О. Краєвський // Вісник машинобудування та транспорту. – 2018. – № 2. – С. 56–64. http://nbuv.gov.ua/UJRN/vmbt_2018_2_9
  9. Томленов А.Д. Теория гидростатического испытания листового металла – Вестник машиностроения. – 1958. – № 10. – С. 47–49.
  10. Hill R. Theory of the Plastic Bulging of the Metal Diaphragm by Lateral Pressure – Philosophical Magazine. – 1950. – Vol. 41, P. 1133–1144.
  11. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. – М.: Машиностроение, 1967. – 367 с.
  12. Смирнов-Аляев, Г.А. Экспериментальное исследование в обработке металлов давлением / Г.А. Смирнов-Аляев. – М.: Машиностроение, 1972. – 360 с.
  13. Колесников, А.В. Определение показателей сверхпластичности титанового сплава ОТ4-1 / А.В. Колесников, А.А. Чеславская, А.К. Шмаков // Вестник ИрГТУ. – 2015. –T. 105, № 10. – С. 57–61.
  14. Шоршоров, М.Х. Сверхпластичность металлических материалов / М.Х. Шоршоров. – М.: Наука, 1973. – 219 с.




Copyright (c) 2020 Mechanics and Advanced Technologies

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

________________

©Mechanics and Advanced Technologies

National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 

Address: 37, Prospect Peremohy, 03056, Kyiv-56, Ukraine

tel: +380 (44) 204-95-37

http://journal.mmi.kpi.ua/