Разработка расчетных методов оценки живучести рабочих и опорных прокатных валков

• Автор: Бочектуева, Елена Баторовна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕМПЕРАТУРНОСТРУКТУРНОГО И НАПРЯЖЕННОГО-ДЕФОРМИРОВАННОГ О СОСТОЯНИЙ, А ТАКЖЕ ЖИВУЧЕСТИ ТЕРМООБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ, РАССМАТРИВАЕМ В РАБОТЕ
1.1. Методы расчета температурно-структурного состояния
деталей
1.2. Методы расчета термических напряжений
1.3. Подходы к оценке живучести деталей
1.4. Основные задачи исследования
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛИ 25Н12К10М6 ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ
2.1. Дилатометрическое исследование стали
2.2. Исследование механических свойств стали
2.2.1 Изучение пластичности стали
2.2.2 Исследование ползучести стали
2.3. Выводы по главе
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ТЕМПЕРАТУРНО- СТРУКТУРНОГО И НАПРЯЖЕННОГО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЙ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ
3.1. Решение нелинейной нестационарной задачи теплопроводности для термообработки прокатных валков МКЭ
3.2. Математическое моделирование формирования структуры в прокатных валках при термообработке

3.3. Численное определение термических напряжений в прокатных валках
3.4. Выводы по главе
Глава 4. ОЦЕНКА ЖИВУЧЕСТИ ПРОКАТНЫХ
ВАЛКОВ
4.1. Методика вычисления эксплуатационных напряжений
в прокатных валках стана кварто
4.2. Методика расчета на живучесть прокатных валков
4.3. Сравнительный анализ ресурса прокатных валков из традиционных и перспективных сталей
4.4. Выводы по главе
Общие выводы и основные результаты работы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Значительная часть металлопродукции выпускается в настоящее время в России и за рубежом в виде листового проката. С каждым годом повышаются требования к качеству прокатываемого листа. Увеличивается степень обжатия при прокатке, возрастает доля труднодеформируемых материалов. Все это приводит к ужесточению условий работы прокатных валков, увеличению эксплуатационных напряжений, и как следствие, к повышению требований по их твердости и прочности. В связи я этим актуальной задачей является изготовление высококачественных крупногабаритных рабочих и опорных прокатных валков и оценка их живучести.
В настоящее время крупногабаритные прокатные валки производятся либо цельноковаными, либо биметаллическими. Для изготовления цельнокованых валков применяются, в основном, высокопрочные валковые стали 90Х, 90ХФ, 60ХСМ, 75ХМ, 75Х2СГФ, 9Х2МФ, 9ХЗМФ, 9Х5МФ и другие. При изготовлении биметаллических валков на ось, выполненную из обычной валковой стали, например 60ХН, наплавляют, слой высоколегированной стали, например 175Х7НМ5В2Ф5, или высокохромистого чугуна [1] толщиной от 40 до 70 мм. Материалы наплавки обладают хорошей прокаливаемостью и не требуют для получения требуемой твердости жестких режимов термообработки. Основное преимущество биметаллических валков по сравнению с цельноковаными заключается в значительной экономии в связи с использование для оси более дешевого материала.
Основная проблема при изготовлении как цельнокованых, так и биметаллических прокатных валков заключается в выборе оптимальных режимов термообработки валков. При неправильном выборе режимов термообработки в валке возникают остаточные напряжения, недопустимо

длиной 50 мм нагревались до температуры 1200 °С, а затем охлаждались до нормальной температуры. В процессе опытов производилась регистрация удлинения образцов в зависимости от температуры. Нагрев и охлаждение образцов со скоростью 30 °С/мин осуществлялся в среде гелия. Изменение длины фиксировалось с точностью ± 0,1 мкм. Определенные в ходе испытаний зависимости пересчитывались в функции деформации от температуры (дилатограммы). На рис. 2.1 представлены результаты дилатометрического исследования. Каждая из кривых построена по усредненным результатам испытаний трех образцов.

Рис. 2.1. Дилатограммы стали: 1 - при нагреве; 2 — при охлаждении