🗊Презентация Нанонаука (наука о наносистемах и наноструктурах). Термины и определения

Термины и определения Нанонаука (наука о наносистемах и наноструктурах) - изучение феномена и манипуляции материалов на атомном, молекулярном и макромолекулярном уровнях, при которых свойства материалов значительно изменяются по сравнению с их свойствами на более крупном уровне.

а – с открытыми бойками; а – с открытыми бойками; б - с боковой поддержкой; в – с полосстью

Степень деформации при ИПДК В случае ИПДК образцов, имеющих форму дисков радиусом R [мм] и толщиной L [мм] истинная логарифмическая степень деформации е рассчитывают по формуле:     где - угол вращения одного из бойков. При расчете степени сдвиговой деформации в некоторой точке X, расположенной на расстоянии Rx[мм] от оси образца, используют формулу:   ,   где N – число оборотов бойка. Для сопоставления степени сдвиговой деформации при кручении со степенями деформации, развитыми при других схемах деформирования, величину преобразуют в эквивалентную деформацию пределяемую, как: .

Замечения

РАВНОКАНАЛЬНОЕ УГЛОВОЕ ПРЕССОВАНИЕ (РКУП)

Установки для реализации процесса РКУП

Длина 70 – 150 мм; Длина 70 – 150 мм; Форма поперечного сечения: круг, квадрат; Диаметр образцов (или диагональ) – до 20 мм;

Маршруты обработки На практике используют следующие основные маршруты обработки: - маршрут А: ориентация заготовки неизменна при каждом проходе; - маршрут ВА и ВС: после каждого прохода заготовку поворачивают вокруг своей оси на угол 90º в разных направлениях или в одном направлении соответственно; маршрут С: заготовку каждый раз поворачивают на угол 180º.

Степень деформации При расчете эквивалентной деформации использовали подход Генки где е1 и е2 - главные деформации.

Многофакторность обработки: угол пересечения каналов, их форма и размеры, радиус скругления, количество проходов, маршрут, температура, смазка, параметры материала – исходная структура, тип кристаллической решетки, прочность, пластичность и т.д. Многофакторность обработки: угол пересечения каналов, их форма и размеры, радиус скругления, количество проходов, маршрут, температура, смазка, параметры материала – исходная структура, тип кристаллической решетки, прочность, пластичность и т.д.

Совмещенный способ РКУП и деформации кручением 2 полуматрицы(верхняя полуматрица 2 и нижняя полуматрица 8) Нижняя матрица 8 связана с зубчатым колесом 9, обеспечивающем вращение заготовки 4 в горизонтальном канале инструмента

РКУП С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ОСНАСТКОЙ

РКУП ПУТЕМ БОКОВОЙ ЭКСТРУЗИИ

РКУП в оснастке с параллельными каналами

РКУП в многоканальной оснастке Аналогия реализации маршрута С – поворот заготовки на 180 О

Конструкция установки для РКУП с подвижной стенкой (cложность используемого оборудования!!!)

Конструкция установки для РКУП с подвижной стенкой (cложность используемого оборудования!!!)

Компактирование порошков методом РКУП (возможность получения сплава со 100 % плотностью без трещинообразования) Пример: РКУП Al порошка Угол пересечения каналов φ= 105О ; Внешний изгиб дуги составил угол ψ = 75О; РКУП осуществляется в трубке; Температура обработки Т = 300 ОС;

Всесторонняя ковка

Рисунок - Объемные титановые наноструктурные полуфабрикаты: а - пруток Ø=200 мм, L=300 мм; б - пруток Ø=80 мм, L=350 мм; в - шайба Ø=320 мм, h=100 мм; г - кольцо Øвнеш=320 мм, Øвнутр=200 мм, высота h=80 мм; д - сляб под прокатку 200×170×100 мм³; е - слябы под прокатку 160×100×60 мм³. Рисунок - Объемные титановые наноструктурные полуфабрикаты: а - пруток Ø=200 мм, L=300 мм; б - пруток Ø=80 мм, L=350 мм; в - шайба Ø=320 мм, h=100 мм; г - кольцо Øвнеш=320 мм, Øвнутр=200 мм, высота h=80 мм; д - сляб под прокатку 200×170×100 мм³; е - слябы под прокатку 160×100×60 мм³.

Многократное одноосное прессование

ВИНТОВАЯ ЭКСТРУЗИЯ

Свойства титана после винтовой экструзии

Совмещенный способ продольной прокатки с последующей поперечно-винтовой прокаткой длинномерных изделий

Способ ИПД включающий продольную прокатку, кручение и формообразование заготовки в формообразующих валках Заготовка 1 прокатывается подающими валками 2, где получает деформацию в продольном направлении, затем поступает в матрицу с винтовым каналом 3, где осуществляется деформация кручением. Из винтового канала заготовку подают в формообразующие валки 4, в результате обработки которыми получается заготовка или готовое изделие с заданным профилем

ИПД длинномерных заготовок, осуществляемый за счет вращения инструмента Верхний и нижний контейнеры, а также профилирующий инструмент имеют возможность вращения относительно друг друга в разных направлениях, нагрева и (или) охлаждения в различных сочетаниях. Инструмент состоит из верхнего контейнера 1 с помещенной в него заготовкой 2, которая подпирается сверху пуансоном 3, а снизу - профилирующим инструментом 4 через объем порошкового материала, заполняющего полость 5 профилирующего инструмента до нижнего пуансона 6, который помещен в нижний контейнер 7.

ИПД волочением со сдвигом Деформация металла осуществляется за счет приложения тянущей силы через две последовательно расположенные конические волоки с одновременным вращением одной из волок

Способ многократного изгиба и выпрямления полосы

Принципиальная схема реализации сonshearing-процесса

Электропластическая деформация. Электропластическая прокатка (ЭПП)

Ультразвуковая поверхностная обработка