Моделирование связанных процессов формирования остаточных напряжений в металлическом сплаве с учетом трансформации структуры при импульсном термосиловом поверхностном упрочнении
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.4.35Ключевые слова:
белый слой, остаточные напряжения, моделирование, фазовые превращения, конечные элементы, термообработкаАннотация
Представлена система конечно-элементного моделирования процессов формирования структуры и напряженно-деформированного состояния в металлических сплавах, подвергнутых упрочняющей электромеханической обработке (ЭМО). В едином комплексе принимаются во внимание процессы получения на поверхности изделий упрочненных слоев с ультрадисперсной структурой и повышенными эксплуатационными характеристиками. Излагаются основные этапы построения комплекса моделей температурно-силовых воздействий при ЭМО, инициирующих структурно-фазовые превращения и возникновение полей технологических остаточных напряжений. Приводятся используемые при моделировании определяющие соотношения теплопроводности при электронагреве металла переменным током и теории пластического течения с изотропно-трансляционным упрочнением, учитывающие зависимость теплофизических и механических свойств материала от температуры, скорости деформирования и фазового состава. Осуществляется оценка расчетных данных и их сопоставление с экспериментом. Показано, что импульсный характер теплового действия переменного тока способствует образованию регулярной структуры поверхности с чередующимися фрагментами упрочненного слоя и зонами самоотпуска. Расчетные картины структурных зон хорошо согласуются с результатами металлографического анализа упрочненной ЭМО поверхности исследованных сплавов. Такой же периодический характер присущ полям остаточных напряжений – зоны сжимающих напряжений в упрочненных фрагментах чередуются с областями растягивающих напряжений в прослойках неупрочненного металла. Рассмотрены основные механизмы (силовой, термический и фазовый) формирования величины и знака остаточных напряжений в указанных областях. Изложен подход к аналитическому описанию распределения остаточных напряжений по радиусу цилиндрического образца, удобный для прогнозирования последствий технологических воздействий при поверхностном упрочнении деталей посредством ЭМО, реконструкции эпюр остаточных напряжений в условиях ограниченного объема экспериментальных или расчетных данных, а также аппроксимации результатов численного расчета. В качестве базовой функции принята аппроксимация окружных напряжений в форме синусоиды, аргументом которой является преобразующая функция, корректирующая трансформацию базовой синусоиды. Функции радиальных и осевых напряжений находятся из совместного решения уравнений равновесия и физических соотношений материала образца.
Скачивания
Данные скачивания пока недоступны.
Поддерживающие организации
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках научного проекта № 22-21-20085, а также гранта ВолгГТУ для молодых ученых № 5/477-22.
Библиографические ссылки
1. Chauhan A.S., Jha J.S., Telrandhe S., Srinivas V., Gokhale A.A., Mishra S.K. Laser surface treatment of α–β titanium alloy to develop a β-rich phase with very high hardness // J. Mater. Process. Tech. 2021. Vol. 288. 116873. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2020.116873
2. Fang Y. Strengthening characteristics in TC17 titanium alloy treated during LSP // Optik. 2021. Vol. 226. 165895. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.165895
3. Poulon-Quintin A., Watanabe I., Watanabe E., Bertrand C. Microstructure and mechanical properties of surface treated cast titanium with Nd:YAG laser // Dent. mater. 2012. Vol. 28. P. 945-951. https://doi.org/10.1016/j.dental.2012.04.008
4. Морозова Е.А., Муратов В.С. Поверхностное лазерное легирование титанового сплава ВТ9 // Современные наукоемкие технологии. 2010. № 4. С. 62.
5. Li R., Jin Y., Li Z., Qi K. A comparative study of high-power diode laser and CO2 laser surface hardening of AISI 1045 steel // J. of Materi. Eng. and Perform. 2014. Vol. 23. P. 3085-3091. https://doi.org/10.1007/s11665-014-1146-x
6. Chen Y., Zhao X., Liu P., Pan R., Ren R. Influences of local laser quenching on wear performance of D1 wheel steel // Wear. 2018. Vol. 414-415. P. 243-250. https://doi.org/10.1016/j.wear.2018.07.016
7. Плехов О.А., Костина А.А., Изюмов Р.И., Изюмова А.Ю. Конечно-элементный анализ остаточных напряжений, возникающих в результате лазерной ударной проковки титанового сплава ВТ6 // Вычисл. мех. сплош. сред. 2022. Т. 15, № 2. С. 171-184. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.2.13
8. Ivannikov A.Yu., Kalita V.I., Komlev D.I., Radyuk A.A., Bagmutov V.P., Zakharov I.N., Parshev S.N. The effect of electromechanical treatment on structure and properties of plasma sprayed Fe-6W-5Mo-4Cr-2V-C coating // Surf. Coatings Tech. 2018. Vol. 335. P. 327-333. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.12.051
9. Yan M.F., Wu Y.Q., Liu R.L., Yang M., Tang L.N. Microstructure and mechanical properties of the modified layer obtained by low temperature plasma nitriding of nanocrystallized 18Ni maraging steel // Mater. Des. 2013. Vol. 47. P. 575-580. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.11.007
10. Мулин Ю.И., Верхотуров А.Д., Власенко В.Д. Электроискровое легирование поверхностей титановых сплавов // Перспективные материалы. 2006. № 1. С. 79-85.
11. Кривоносова Е.А., Горчаков А.И., Щербаков Ю.В. Структура и свойства покрытий при микродуговом оксидировании // Сварочное производство. 2013. № 10. С. 27-31. (English version https://doi.org/10.1080/09507116.2013.868099)
12. Noli F., Misaelides P., Riviere J.P. Enhancement of the corrosion resistance of a Ti-based alloy by ion-beam deposition methods // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2009. Vol. 267. P. 1670-1674. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2009.01.100
13. Gokul Lakshmi S., Tamilselvi S., Rajendran N., Arivuoli D. Effect of N+ ion implantation on the corrosion behavior of Ti-6Al-7Nb and Ti-5Al-2Nb-1Ta orthopaedic alloys in Hanks solution // Journal of Applied Electrochemistry. 2004. Vol. 34. P. 271-276. https://doi.org/10.1023/B:JACH.0000015619.68036.ae
14. Gao Y. Influence of pulsed electron beam treatment on microstructure and properties of TA15 titanium alloy // Appl. Surf. Sci. 2013. Vol. 264. P. 633-635. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.10.083
15. Gao Y. Surface modification of TC4 titanium alloy by high current pulsed electron beam (HCPEB) with different pulsed energy densities // J. Alloys Comp. 2013. Vol. 572. P. 180-185. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.04.002
16. Gao Y. Surface modification of TA2 pure titanium by low energy high current pulsed electron beam treatments // Appl. Surf. Sci. 2011. Vol. 257. P. 7455-7460. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.03.005
17. Liu R., Yuan S., Lin N., Zeng Q., Wang Z., Wu Y. Application of ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) technique for surface strengthening of titanium and titanium alloys: A mini review // Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 11. P. 351-377. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.013
18. Вишняков М.А., Богданович В.И., Прокопович К.В., Громова Е.Г. Влияние термопластического упрочнения на микроструктуру жаропрочных и титановых сплавов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12, № 4-2. С. 370-375.
19. Fu P., Zhan K., Jiang C. Micro-structure and surface layer properties of 18CrNiMo7-6 steel after multistep shot peening // Mater. Des. 2013. Vol. 51. P. 309-314. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.04.011
20. Li Y., Sun K., Liu P., Liu Y., Chui P. Surface nanocrystallization induced by fast multiple rotation rolling on Ti-6Al-4V and its effect on microstructure and properties // Vacuum. 2014. Vol. 101. P. 102-106. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2013.07.028
21. Салихова Н.К., Дудин Д.С., Келлер И.Э., Осколков А.А., Казанцев А.В., Трушников Д.Н. Моделирование рекристаллизации сплава АМг6 в прокованном слое при наплавке материала в процессе гибридного аддитивного производства // Вычисл. мех. сплош. сред. 2022. Т. 15, № 2. С. 234-246. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.2.18
22. Роговой А.А., Салихова Н.К. Численное исследование термомеханического поведения и эволюции микроструктуры заготовки из никелевого сплава в процессе ее осадки // Вычисл. мех. сплош. сред. 2021. Т. 14, № 2. С. 177-189. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2021.14.2.15
23. Радченко В.П., Павлов В.Ф., Бербасова Т.И., Саушкин М.Н. Метод реконструкции остаточных напряжений и пластических деформаций в тонкостенных трубопроводах в состоянии поставки и после двухстороннего виброударного поверхностного упрочнения дробью // Вестник ПНИПУ. Механика. 2020. № 2. С. 123-133. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.2.10
24. Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. Новосибирск: Наука, 2003. 318 с.
25. Багмутов В.П., Захаров И.Н. Моделирование механического поведения образца, поверхностно упрочнённого обработкой концентрированными потоками энергии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. Т. 66, № 7. C. 52-58.
26. Багмутов В.П., Захаров И.Н., Денисевич Д.С. Особенности решения технологических задач механики неоднородных металлических тел со структурой, трансформирующейся в ходе термосилового нагружения // Вестник ПНИПУ. Механика. 2016. № 1. С. 5-25. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2016.1.01
27. Багмутов В.П., Денисевич Д.С., Захаров И.Н., Романенко М.Д., Фастов С.А. Математическое моделирование остаточных напряжений при импульсном термосиловом поверхностном упрочнении // Вестник ПНИПУ. Механика. 2019. № 3. С. 112-124. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2019.3.12
28. Bhaumik M., Maity K. Finite element simulation and experimental investigation of Ti-5Al-2.5Sn titanium alloy during EDM process // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 46. P. 24-29. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.135
29. Nirmal K., Jagadesh T. Numerical simulations of friction stir welding of dual phase titanium alloy for aerospace applications // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 46. P. 4702-4708. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.300
30. Zhang J., Li X., Xu D., Yang R. Recent progress in the simulation of microstructure evolution in titanium alloys // Progress in Natural Science: Materials International. 2019. Vol. 29. P. 295-304. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2019.05.006
31. Трусов П.В., Останина Т.В., Швейкин А.И. Эволюция зеренной структуры металлов и сплавов при интенсивном пластическом деформировании: континуальные модели // Вестник ПНИПУ. Механика. 2022. № 1. С. 123-155. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2022.1.11
32. Sun R., Keller S., Zhu Y., Guo W., Kashaev N., Klusemann B. Experimental-numerical study of laser-shock-peening-induced retardation of fatigue crack propagation in Ti-17 titanium alloy // Int. J. Fatig. 2021. Vol. 145. 106081. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.106081
33. Keller S., Horstmann M., Kashaev N., Klusemann B. Crack closure mechanisms in residual stress fields generated by laser shock peening: A combined experimental-numerical approach // Eng. Fract. Mech. 2019. Vol. 221. 106630. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2019.106630
34. Wang C., Li K., Hu X., Yang H., Zhou Y. Numerical study on laser shock peening of TC4 titanium alloy based on the plate and blade model // Optics Laser Tech. 2021. Vol. 142. 107163. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107163
35. Gong H., Fan Q., Zhou Y., Wang D., Li P., Su T., Zhang H. Simulation of failure processes of as-cast Ti-5Al-5Nb-1Mo-1V-1Fe titanium alloy subjected to quasi-static uniaxial tensile testing // Mater. Des. 2019. Vol. 180. 107962. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107962
36. Sun R., Che Z., Cao Z., Zou S., Wu J., Guo W., Zhu Y. Fatigue behavior of Ti-17 titanium alloy subjected to different laser shock peened regions and its microstructural response // Surf. Coatings Tech. 2020. Vol. 383. 125284. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.125284
37. Ren Y.M., Lin X., Guo P.F., Yang H.O., Tan H., Chen J., Li J., Zhang Y.Y., Huang W.D. Low cycle fatigue properties of Ti-6Al-4V alloy fabricated by high-power laser directed energy deposition: Experimental and prediction // Int. J. Fatig. 2019. Vol. 127. P. 58-73. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2019.05.035
38. Kumar R., Rao A., Ganesh Sundara Raman S., Kumar V. Creep-fatigue damage simulation at multiple length scales for an aeroengine titanium alloy // Int. J. Fatig. 2018. Vol. 116. P. 505-512. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2018.07.002
39. Busse D., Ganguly S., Furfari D., Irving P.E. Optimised laser peening strategies for damage tolerant aircraft structures // Int. J. Fatig. 2020. Vol. 141. 105890. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105890
40. Shchyglo O., Du G., Engels J.K., Steinbach I. Phase-field simulation of martensite microstructure in low-carbon steel // Acta Mater. 2019. Vol. 175. P. 415-425. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.06.036
41. Leblond J.B., Devaux J. A new kinetic model for anisothermal metallurgical transformations in steels including effect of austenite grain size // Acta Metallurgica. 1984. Vol. 32. P. 137-146. https://doi.org/10.1016/0001-6160(84)90211-6
42. Inoue T., Wang Z. Coupling between stress, temperature, and metallic structures during processes involving phase transformations // Mater. Sci. Tech. 1985. Vol. 1. P. 845-850. https://doi.org/10.1179/mst.1985.1.10.845
43. Физические основы электротермического упрочнения стали. Киев: Наукова думка, 1973. 335 с.
44. Johnson G.R., Cook W.H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures // Proc. of the 7th International Symposium on Ballistics, Hague, Netherlands, April 19-21, 1983. P. 541-547.
45. Hung T.P., Shi H.E., Kuang J.H. Temperature modelling of AISI 1045 steel during surface hardening // Materials. 2018. Vol. 11. 1815. https://doi.org/10.3390/ma11101815
46. Lee S.-J., Lee Y.-K. Latent heat of martensitic transformation in a medium-carbon low-alloy steel // Scripta Materialia. 2009. Vol. 60. P. 1016-1019. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2009.02.042
47. Murugesan M., Juntg D.W. Johnson Cook material and failure model parameters estimation of AISI-1045 medium carbon steel for metal forming applications // Materials. 2019. Vol. 12. 609. https://doi.org/10.3390/ma12040609
48. Mahnken R., Wolff M., Cheng C. A multi-mechanism model for cutting simulations combining visco-plastic asymmetry and phase transformation // Int. J. Solids Struct. 2013. Vol. 50. P. 3045-3066. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2013.05.008
2. Fang Y. Strengthening characteristics in TC17 titanium alloy treated during LSP // Optik. 2021. Vol. 226. 165895. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.165895
3. Poulon-Quintin A., Watanabe I., Watanabe E., Bertrand C. Microstructure and mechanical properties of surface treated cast titanium with Nd:YAG laser // Dent. mater. 2012. Vol. 28. P. 945-951. https://doi.org/10.1016/j.dental.2012.04.008
4. Морозова Е.А., Муратов В.С. Поверхностное лазерное легирование титанового сплава ВТ9 // Современные наукоемкие технологии. 2010. № 4. С. 62.
5. Li R., Jin Y., Li Z., Qi K. A comparative study of high-power diode laser and CO2 laser surface hardening of AISI 1045 steel // J. of Materi. Eng. and Perform. 2014. Vol. 23. P. 3085-3091. https://doi.org/10.1007/s11665-014-1146-x
6. Chen Y., Zhao X., Liu P., Pan R., Ren R. Influences of local laser quenching on wear performance of D1 wheel steel // Wear. 2018. Vol. 414-415. P. 243-250. https://doi.org/10.1016/j.wear.2018.07.016
7. Плехов О.А., Костина А.А., Изюмов Р.И., Изюмова А.Ю. Конечно-элементный анализ остаточных напряжений, возникающих в результате лазерной ударной проковки титанового сплава ВТ6 // Вычисл. мех. сплош. сред. 2022. Т. 15, № 2. С. 171-184. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.2.13
8. Ivannikov A.Yu., Kalita V.I., Komlev D.I., Radyuk A.A., Bagmutov V.P., Zakharov I.N., Parshev S.N. The effect of electromechanical treatment on structure and properties of plasma sprayed Fe-6W-5Mo-4Cr-2V-C coating // Surf. Coatings Tech. 2018. Vol. 335. P. 327-333. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.12.051
9. Yan M.F., Wu Y.Q., Liu R.L., Yang M., Tang L.N. Microstructure and mechanical properties of the modified layer obtained by low temperature plasma nitriding of nanocrystallized 18Ni maraging steel // Mater. Des. 2013. Vol. 47. P. 575-580. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.11.007
10. Мулин Ю.И., Верхотуров А.Д., Власенко В.Д. Электроискровое легирование поверхностей титановых сплавов // Перспективные материалы. 2006. № 1. С. 79-85.
11. Кривоносова Е.А., Горчаков А.И., Щербаков Ю.В. Структура и свойства покрытий при микродуговом оксидировании // Сварочное производство. 2013. № 10. С. 27-31. (English version https://doi.org/10.1080/09507116.2013.868099)
12. Noli F., Misaelides P., Riviere J.P. Enhancement of the corrosion resistance of a Ti-based alloy by ion-beam deposition methods // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2009. Vol. 267. P. 1670-1674. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2009.01.100
13. Gokul Lakshmi S., Tamilselvi S., Rajendran N., Arivuoli D. Effect of N+ ion implantation on the corrosion behavior of Ti-6Al-7Nb and Ti-5Al-2Nb-1Ta orthopaedic alloys in Hanks solution // Journal of Applied Electrochemistry. 2004. Vol. 34. P. 271-276. https://doi.org/10.1023/B:JACH.0000015619.68036.ae
14. Gao Y. Influence of pulsed electron beam treatment on microstructure and properties of TA15 titanium alloy // Appl. Surf. Sci. 2013. Vol. 264. P. 633-635. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.10.083
15. Gao Y. Surface modification of TC4 titanium alloy by high current pulsed electron beam (HCPEB) with different pulsed energy densities // J. Alloys Comp. 2013. Vol. 572. P. 180-185. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.04.002
16. Gao Y. Surface modification of TA2 pure titanium by low energy high current pulsed electron beam treatments // Appl. Surf. Sci. 2011. Vol. 257. P. 7455-7460. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.03.005
17. Liu R., Yuan S., Lin N., Zeng Q., Wang Z., Wu Y. Application of ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) technique for surface strengthening of titanium and titanium alloys: A mini review // Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 11. P. 351-377. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.013
18. Вишняков М.А., Богданович В.И., Прокопович К.В., Громова Е.Г. Влияние термопластического упрочнения на микроструктуру жаропрочных и титановых сплавов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12, № 4-2. С. 370-375.
19. Fu P., Zhan K., Jiang C. Micro-structure and surface layer properties of 18CrNiMo7-6 steel after multistep shot peening // Mater. Des. 2013. Vol. 51. P. 309-314. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.04.011
20. Li Y., Sun K., Liu P., Liu Y., Chui P. Surface nanocrystallization induced by fast multiple rotation rolling on Ti-6Al-4V and its effect on microstructure and properties // Vacuum. 2014. Vol. 101. P. 102-106. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2013.07.028
21. Салихова Н.К., Дудин Д.С., Келлер И.Э., Осколков А.А., Казанцев А.В., Трушников Д.Н. Моделирование рекристаллизации сплава АМг6 в прокованном слое при наплавке материала в процессе гибридного аддитивного производства // Вычисл. мех. сплош. сред. 2022. Т. 15, № 2. С. 234-246. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.2.18
22. Роговой А.А., Салихова Н.К. Численное исследование термомеханического поведения и эволюции микроструктуры заготовки из никелевого сплава в процессе ее осадки // Вычисл. мех. сплош. сред. 2021. Т. 14, № 2. С. 177-189. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2021.14.2.15
23. Радченко В.П., Павлов В.Ф., Бербасова Т.И., Саушкин М.Н. Метод реконструкции остаточных напряжений и пластических деформаций в тонкостенных трубопроводах в состоянии поставки и после двухстороннего виброударного поверхностного упрочнения дробью // Вестник ПНИПУ. Механика. 2020. № 2. С. 123-133. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.2.10
24. Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. Новосибирск: Наука, 2003. 318 с.
25. Багмутов В.П., Захаров И.Н. Моделирование механического поведения образца, поверхностно упрочнённого обработкой концентрированными потоками энергии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. Т. 66, № 7. C. 52-58.
26. Багмутов В.П., Захаров И.Н., Денисевич Д.С. Особенности решения технологических задач механики неоднородных металлических тел со структурой, трансформирующейся в ходе термосилового нагружения // Вестник ПНИПУ. Механика. 2016. № 1. С. 5-25. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2016.1.01
27. Багмутов В.П., Денисевич Д.С., Захаров И.Н., Романенко М.Д., Фастов С.А. Математическое моделирование остаточных напряжений при импульсном термосиловом поверхностном упрочнении // Вестник ПНИПУ. Механика. 2019. № 3. С. 112-124. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2019.3.12
28. Bhaumik M., Maity K. Finite element simulation and experimental investigation of Ti-5Al-2.5Sn titanium alloy during EDM process // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 46. P. 24-29. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.135
29. Nirmal K., Jagadesh T. Numerical simulations of friction stir welding of dual phase titanium alloy for aerospace applications // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 46. P. 4702-4708. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.300
30. Zhang J., Li X., Xu D., Yang R. Recent progress in the simulation of microstructure evolution in titanium alloys // Progress in Natural Science: Materials International. 2019. Vol. 29. P. 295-304. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2019.05.006
31. Трусов П.В., Останина Т.В., Швейкин А.И. Эволюция зеренной структуры металлов и сплавов при интенсивном пластическом деформировании: континуальные модели // Вестник ПНИПУ. Механика. 2022. № 1. С. 123-155. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2022.1.11
32. Sun R., Keller S., Zhu Y., Guo W., Kashaev N., Klusemann B. Experimental-numerical study of laser-shock-peening-induced retardation of fatigue crack propagation in Ti-17 titanium alloy // Int. J. Fatig. 2021. Vol. 145. 106081. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.106081
33. Keller S., Horstmann M., Kashaev N., Klusemann B. Crack closure mechanisms in residual stress fields generated by laser shock peening: A combined experimental-numerical approach // Eng. Fract. Mech. 2019. Vol. 221. 106630. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2019.106630
34. Wang C., Li K., Hu X., Yang H., Zhou Y. Numerical study on laser shock peening of TC4 titanium alloy based on the plate and blade model // Optics Laser Tech. 2021. Vol. 142. 107163. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107163
35. Gong H., Fan Q., Zhou Y., Wang D., Li P., Su T., Zhang H. Simulation of failure processes of as-cast Ti-5Al-5Nb-1Mo-1V-1Fe titanium alloy subjected to quasi-static uniaxial tensile testing // Mater. Des. 2019. Vol. 180. 107962. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107962
36. Sun R., Che Z., Cao Z., Zou S., Wu J., Guo W., Zhu Y. Fatigue behavior of Ti-17 titanium alloy subjected to different laser shock peened regions and its microstructural response // Surf. Coatings Tech. 2020. Vol. 383. 125284. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.125284
37. Ren Y.M., Lin X., Guo P.F., Yang H.O., Tan H., Chen J., Li J., Zhang Y.Y., Huang W.D. Low cycle fatigue properties of Ti-6Al-4V alloy fabricated by high-power laser directed energy deposition: Experimental and prediction // Int. J. Fatig. 2019. Vol. 127. P. 58-73. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2019.05.035
38. Kumar R., Rao A., Ganesh Sundara Raman S., Kumar V. Creep-fatigue damage simulation at multiple length scales for an aeroengine titanium alloy // Int. J. Fatig. 2018. Vol. 116. P. 505-512. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2018.07.002
39. Busse D., Ganguly S., Furfari D., Irving P.E. Optimised laser peening strategies for damage tolerant aircraft structures // Int. J. Fatig. 2020. Vol. 141. 105890. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105890
40. Shchyglo O., Du G., Engels J.K., Steinbach I. Phase-field simulation of martensite microstructure in low-carbon steel // Acta Mater. 2019. Vol. 175. P. 415-425. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.06.036
41. Leblond J.B., Devaux J. A new kinetic model for anisothermal metallurgical transformations in steels including effect of austenite grain size // Acta Metallurgica. 1984. Vol. 32. P. 137-146. https://doi.org/10.1016/0001-6160(84)90211-6
42. Inoue T., Wang Z. Coupling between stress, temperature, and metallic structures during processes involving phase transformations // Mater. Sci. Tech. 1985. Vol. 1. P. 845-850. https://doi.org/10.1179/mst.1985.1.10.845
43. Физические основы электротермического упрочнения стали. Киев: Наукова думка, 1973. 335 с.
44. Johnson G.R., Cook W.H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures // Proc. of the 7th International Symposium on Ballistics, Hague, Netherlands, April 19-21, 1983. P. 541-547.
45. Hung T.P., Shi H.E., Kuang J.H. Temperature modelling of AISI 1045 steel during surface hardening // Materials. 2018. Vol. 11. 1815. https://doi.org/10.3390/ma11101815
46. Lee S.-J., Lee Y.-K. Latent heat of martensitic transformation in a medium-carbon low-alloy steel // Scripta Materialia. 2009. Vol. 60. P. 1016-1019. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2009.02.042
47. Murugesan M., Juntg D.W. Johnson Cook material and failure model parameters estimation of AISI-1045 medium carbon steel for metal forming applications // Materials. 2019. Vol. 12. 609. https://doi.org/10.3390/ma12040609
48. Mahnken R., Wolff M., Cheng C. A multi-mechanism model for cutting simulations combining visco-plastic asymmetry and phase transformation // Int. J. Solids Struct. 2013. Vol. 50. P. 3045-3066. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2013.05.008
Загрузки
Опубликован
2023-01-12
Как цитировать
Багмутов , В. П., Денисевич , Д. С., Захаров, И. Н., Романенко, М. Д., & Баринов, В. В. (2023). Моделирование связанных процессов формирования остаточных напряжений в металлическом сплаве с учетом трансформации структуры при импульсном термосиловом поверхностном упрочнении. Вычислительная механика сплошных сред, 15(4), 449–465. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.4.35
Выпуск
Раздел
Статьи
Лицензия
Copyright (c) 2023 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
