- •Смагулова назгул кусеновна Формирование рациональных структур и свойств при прокатке тонких полос на продольно-клиновом стане
- •6D071000 – Материаловедение и технология новых материалов
- •Содержание
- •Нормативные ссылки
- •Обозначения и сокращения
- •Введение
- •1 Анализ основных закономерностей формирования структуры горячекатаных тонких стальных полос
- •1.1 Современные тенденции развития технологии производства горячекатаных тонких полос
- •1.2 Основные закономерности формирования структуры горячекатаных тонких стальных полос в условиях ншсгп
- •1.3 Выводы по первому разделу
- •2 Исследование закономерностей формирования качества при прокатке горячекатаных полос по существующей технологии
- •2.1 Исходные материалы и методика исследований
- •2.2 Микроскопическое исследование структурных и фазовых изменений углеродистой стали
- •2.3 Методика статистической оценки результатов эксперимента
- •2.4 Исследование химического состава сталей и сплавов
- •2.5 Исследование влияния температурных режимов прокатки и смотки, режимов охлаждения полос, химического состава и структуры на качество листов
- •2.6 Выводы по второму разделу
- •3 Разработка методики моделирования структурообразования сталей при прокатке на литейно-прокатном агрегате
- •3.1 Литейно-прокатный агрегат продольно-клиновой прокатки
- •3.2 Математическое моделирование процесса прокатки в продольно-клиновом стане с применением msc.Superforge
- •3.3 Методика конечно-элементного моделирования объемной задачи ндс при пластической деформации
- •3.4 Основные положения метода конечных элементов, используемые в программном комплексе «msc.SuperForge»
- •3.5 Методика расчета ндс при прокатке полос в продольно-клиновом стане с использованием программного комплекса «msc.SuperForge»
- •3.6 Методика моделирования структурообразования сталей при прокатке полос в продольно-клиновом стане
- •3.7 Выводы по третьему разделу
- •4.2 Материалы и методика исследования
- •4.3 Влияние температуры, обжатия, скорости деформирования и междеформационной паузы на сопротивление деформации и микроструктуру стали а1
- •4.4 Выбор рациональных температурно-деформационных режимов прокатки полос на непрерывном продольно-клиновом стане
- •4.5 Выводы по четвертому разделу
- •Заключение
- •Список использованных источников
4.5 Выводы по четвертому разделу
Специальной серией экспериментов установлено, что в начальном цикле осадки при малых скоростях деформирования стали А1 при повышенных температурах идет монотонное упрочнение структуры металла.
С увеличением скоростей деформирования в последующих циклах осадки характер кривых упрочнения меняется: упрочнение идет более интенсивно на начальных циклах осадки с возможным прохождением разупрочнения в последующих циклах осадки.
Уровень кривых при дробной деформации в большей степени определяется статическим разупрочнением в паузах между нагружениями (статический возврат, статическая рекристаллизация).
Установлено, что в диапазоне температур деформаций 900 ÷ 1100оС и скоростях деформирования 1,5 ÷ 5 м/с в структуре стали А1 протекает динамическая и статистическая рекристаллизация в зависимости от температурно-деформационных режимов обработки.
Физическим моделированием доказано, что для обеспечения структуры проката из стали А1 необходимо производить прокатку полос на продольно-клиновом стане с температурой прокатки 1000°С и температурой охлаждения горячекатаных полос на отводящем рольганге по монотонному режиму охлаждения на воздухе и на воде.
Установлено, что при высокотемпературной аустенитной или аустенитно-ферритной прокатке в микроструктуре горячедеформированных тонких полос встречаются зерна неправильной вытянутой формы разных размеров с плохо очерченными границами.
Для обеспечения механических свойств и структуры проката из стали Ст3сп необходимо производить прокатку полос с температурой конца прокатки 830 – 840°С и температурой охлаждения горячекатаных полос на отводящем рольганге 610 – 650°С по монотонному режиму охлаждения в воде и на воздухе;
Установлено, что при аустенитно-ферритной и ферритно-перлитной прокатке в микроструктуре горячедеформированных тонких полос феррит встречается в виде зерен неправильной вытянутой формы разных размеров с плохо очерченными границами, при этом на поверхности полосы образуется структура с признаками видманштетта.
На полосах из углеродистой стали толщиной 1,6 мм равноосное по толщине полос зерно 10 – 11 бала без признаков видманштетта возможно получить при использовании режимов прокатки и охлаждения по вариантам №5 и 6;
На полосах толщиной 1,6 мм неравномерное зерно по толщине полос получается при использовании режимов прокатки и охлаждения по вариантам №1, 2, 3, 4.
Заключение
1. Получены основные закономерности формирования структуры и механических свойств прокатуемого металла и разработана технология производства проката с заданными структурой и свойствами при прокатке в продольно-клиновом стане.
2. Установлена, что для обеспечения механических свойств и структуры проката из стали Ст3сп необходимо производить прокатку полос с температурой конца прокатки 830 – 840°С и температурой охлаждения горячекатаных полос на отводящем рольганге 610 – 650°С по монотонному режиму охлаждения в воде и на воздухе;
3. Усовершенствована методика физического моделирования условий структурообразования углеродистой стали при дробной горячей деформации с соответствующими паузами и последующем охлаждении, воспроизводящая реальные температурно-деформационные и временные параметры процесса прокатки полос в продольно-клиновом стане.
4. С использованием результатов физического моделирования установлены основные закономерности формирования структуры в процессе горячей прокатки полос из углеродистой стали в продольно-клиновом стане;
5. Физическим моделированием доказано, что для обеспечения структуры проката из стали А1 необходимо производить прокатку полос на продольно-клиновом стане с температурой прокатки 1000°С и температурой охлаждения горячекатаных полос на отводящем рольганге по монотонному режиму охлаждения на воздухе и на воде;
6. Усовершенствована методика расчета размеров аустенитных зерен в процессе горячей прокатки полос из углеродистой стали в продольно-клиновом стане, позволяющая при прокатке в продольно-клиновом стане управляет структурой прокатываемых полос;
7. Разработаны и научно обоснованы зависимости механических свойств углеродистой сталей от химического состава и основных технологических параметров, позволяющие производить листовой прокат требуемого качества.
8. Равномерное распределение интенсивности деформации и напряжений по высоте и длине прокатываемой полосы, тем самым равномерное структурообразование аустенитных зерен получается при прокатке в продольно-клиновом стане с единичным обжатием в первой, второй, третьей клетях - 20%, а в четвертой, пятой клетях соответственно – 15% и 10%.