Determination of the Deformation Parameters of the Steel Reinforcing Phase inside the Aluminum Matrix during Hot Rolling
Loading...
Files
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine
Abstract
ENG: Purpose. Comparison of deformation parameters during rolling of reinforced composites based on aluminum alloy using braided and expanded steel meshes as a reinforcing phase. Methodology. An experimental study on the effect of pressure on the deformation of the reinforcing phase during rolling of aluminum composites is carried out. A wire mesh and expanded mesh made of stainless steel was used as a reinforcing phase. The effect of deformation on the change in the lattice angle of the reinforcing phase is investigated. Findings. In this work, experimental data on the parameters of deformation of the wire mesh and expanded mesh are obtained. A comparison is made of the shape change in such grids under hot rolling conditions between two aluminum plates, which play the role of a matrix. It is found that the elongation coefficients of the lattice for the experiment with a wire mesh μc is equal to 1.68–2.3, which is greater than the coefficient of elongation of the lattice in the expanded mesh of 1.55–2.2. Therefore, expanded sheets make the best reinforcing layer for aluminumbased composites produced by the rollbonding process. Expanded mesh also reduces the risk of rupture at the intersection of wires. Originality. In the work, for the first time, a comparison of the deformation parameters during roll bonding of composites based on an aluminum alloy, reinforced with a braided and expanded steel mesh, has been given. Obtaining composite materials by means of hot roll bonding requires an understanding of the flow of composite components during deformation and their influence on each other. These peculiarities have not been studied sufficiently. Currently, there is no reliable method for predicting the behavior of the material of a solid reinforcing phase of various shapes inside a composite. Practical value. Advantages of using an expanded steel mesh for reinforcing aluminumbased composites have been confirmed. Scientific results can be used to refine calculating methods for metal flow at high hydrostatic pressure with variable components of the stress tensor and the major stresses.
UKR: Мета. Порівняння параметрів деформації при прокатці армованих композитів на основі алюмінієвого сплаву з використанням в якості армуючої фази плетеної та просічновитяжної сталевої сітки. Методика. Виконано експериментальне дослідження впливу обтиснення на деформацію армуючої фази при прокатці алюмінієвих композитів. В якості армуючої фази використана плетена та просічновитяжна сітка з нержавіючої сталі. Досліджено вплив деформації на зміну кута гратки армуючої фази. Результати. У роботі отримані експериментальні дані стосовно параметрів деформації плетеної та просічновитяжної сітки. Проведене порівняння формозміни та ких сіток в умовах гарячої прокатки між двох алюмінієвих пластин, що відіграють роль матриці. Встановлено, що коефіцієнти видовження ґратки для експерименту із плетеною сіткою μc дорівнював 1,68–2,3 що більше, ніж коефіцієнт видовження ґратки із просічновитяжної сітки – 1,55–2,20. Тому, просічновитяжна сітка є кращою в якості армуючого шару для композитів на основі алюмінію, отриманих процесом прокатки–з’єднання. Також просічновитяжна сітка дозволяє зменшити ризик розриву в місцях перехрещення дротів. Наукова новизна. У роботі вперше наведене порівняння параметрів деформації під час прокатки–з’єднання композитів на основі алюмінієвого сплаву, армованих плетеною та просічновитяжною сіткою. Технологія виготовлення композиційних матеріалів із різними видами армуючого елемента за допомогою гарячого з›єднання прокаткою вимагає розуміння властивостей кожного елементу композиту в зоні деформації та їх впливу один на одного. Такі особливості ще не були достатньо досліджені. Тому, наразі, не існує надійного методу прогнозу вання поведінки жорсткої армуючої фази всередині м’якої алюмінієвої матриці. Практична значимість. Підтверджені переваги використання просічновитяжної сітки для армування композитів на основі алюмінію. Результати роботи можуть бути використані для уточнення методів розрахунку течії металу в умовах високого гідростатичного тиску зі змінними компонентами тензора напружень і головними напруженнями.
UKR: Мета. Порівняння параметрів деформації при прокатці армованих композитів на основі алюмінієвого сплаву з використанням в якості армуючої фази плетеної та просічновитяжної сталевої сітки. Методика. Виконано експериментальне дослідження впливу обтиснення на деформацію армуючої фази при прокатці алюмінієвих композитів. В якості армуючої фази використана плетена та просічновитяжна сітка з нержавіючої сталі. Досліджено вплив деформації на зміну кута гратки армуючої фази. Результати. У роботі отримані експериментальні дані стосовно параметрів деформації плетеної та просічновитяжної сітки. Проведене порівняння формозміни та ких сіток в умовах гарячої прокатки між двох алюмінієвих пластин, що відіграють роль матриці. Встановлено, що коефіцієнти видовження ґратки для експерименту із плетеною сіткою μc дорівнював 1,68–2,3 що більше, ніж коефіцієнт видовження ґратки із просічновитяжної сітки – 1,55–2,20. Тому, просічновитяжна сітка є кращою в якості армуючого шару для композитів на основі алюмінію, отриманих процесом прокатки–з’єднання. Також просічновитяжна сітка дозволяє зменшити ризик розриву в місцях перехрещення дротів. Наукова новизна. У роботі вперше наведене порівняння параметрів деформації під час прокатки–з’єднання композитів на основі алюмінієвого сплаву, армованих плетеною та просічновитяжною сіткою. Технологія виготовлення композиційних матеріалів із різними видами армуючого елемента за допомогою гарячого з›єднання прокаткою вимагає розуміння властивостей кожного елементу композиту в зоні деформації та їх впливу один на одного. Такі особливості ще не були достатньо досліджені. Тому, наразі, не існує надійного методу прогнозу вання поведінки жорсткої армуючої фази всередині м’якої алюмінієвої матриці. Практична значимість. Підтверджені переваги використання просічновитяжної сітки для армування композитів на основі алюмінію. Результати роботи можуть бути використані для уточнення методів розрахунку течії металу в умовах високого гідростатичного тиску зі змінними компонентами тензора напружень і головними напруженнями.
Description
M. Nosko: ORCID 0000-0002-8792-4016; D. Konovodov: ORCID 0000-0001-8282-4991; A. Samsonenko: ORCID 0000-0001-6992-2327; O. Bobukh: ORCID 0000-0001-7254-3854
Keywords
roll bonding, aluminum matrix, steel mesh inlay, flat rolling, composite, deformation parameters, прокатка–з’єднання, алюмінієва матриця, сталева сітка, плоский прокат, композит, параметри деформації, КОМТ
Citation
Nosko M., Konovodov D., Samsonenko A., Bobukh O. Determination of the Deformation Parameters of the Steel Reinforcing Phase inside the Aluminum Matrix during Hot Rolling. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022. № 6. P. 84–89. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-6/084.