Разработка расчетных методов анализа прочности крупногабаритных прокатных валков при термообработке и прессовой посадке

• Автор: Покровский, Алексей Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 305 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Щ ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЧНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОПОРНЫХ И РАБОЧИХ ВАЛКОВ ЛИСТОПРОКАТНЫХ СТАНОВ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ, РАССМАТРИВАЕМЫЕ В РАБОТЕ
1.1. Современные требования по твердости и прочности крупногабаритных прокатных валков мощных прокатных станов
1.2. Основные особенности технологии термообработки и тепловой посадки крупногабаритных прокатных валков

1.3. Анализ причин выхода из строя прокатных валков и методов

их неразрушающего и разрушающего контроля

1.4. Обзор и анализ исследований в области прочности цельнокованых и бандажированных валков.

1.5. Выводы по главе

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ТЕОРЕ

ТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ВАЛКОВОЙ СТАЛИ Х2ГНМФ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ.
2.1. Дилатометрическое исследование для изучения объемных изменений при термообработке.
2.2. Влияние напряженного состояния на структурные превращения в процессе термообработки
2.2.1 Исследование изотермического распада аустенита без нагрузки
2.2.2 Исследование распада аустенита под нагрузкой, сопоставимой с величиной термонапряжений в прокатных валках.
2.3. Пластичность и ползучесть стабилизированных структур, ано
мальная ползучесть структурных превращений при термообработке.
стр.
2.3.1. Изучение ползучести стали при температурах, характерных
для начальной стадии закалки и отпуска
2.3.2. Изучение пластических свойств стали в различных структутурных состояниях в диапазоне температур закалки
2.3.3. Исследование пластичности структурных превращений при термообработке стали
2.4. Выводы по главе 2.
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В КРУКНОГАБАРИТНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЖАХ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ.
3.1. Связь задач теплопроводности, расчета структурного и напряженного состояний при термообработке
3.2. Определяющие уравнения задачи термоупруговязкопластичности с учетом структурных превращений
3.3. Алгоритм решения осесимметричной задачи термоупруговязкопластичности методом дополнительных деформаций на основе МКЭ
3.4. Обоснование подхода к оценке трещиностойкости прокатных
3.5. Выводы по главе 3.
Глава 4. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОСТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ И ТВЕРДОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ БАНДАЖЕЙ И ЦЕЛЬНОКОВАНЫХ БАЖОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ
4.1. Математическое моделирование структурных превращений
при термообработке прокатных валков.
4.2. Расчетное определение твердости прокатного валка
4.3. Решение задачи теплопроводности для термообработки крупногабаритных бандажей методом конечных разностей
4.4. Решение задачи теплопроводности для индукционной закалки
цельнокованых прокатных валков методом конечных элементов.
4.5. Выводы по главе 4.
Глава 5. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ И ПРЕССОВОЙ ПОСАДКЕ.
5.1. Расчет напряженного состояния крупногабаритного бандажа
при нормализации и объемной закалке.
5.2. Расчет напряженного состояния в бандажированном валке после прессовой посадки.
5.3. Расчет напряженного состояния в цельнокованом валке при индукционной закалке
5.4. Выводы по главе 5.
Глава 6. РАСЧЕТ НА ГАРАНТИРОВАННУЮ ПРОЧНОСТЬ
КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЦЕЛЬНОКОВАНЫХ И БАНДАЖИРОВАННЫХ ВАЛКОВ.
6.1. Оценка трещиностойкости цельнокованого валка при наличии поперечных трещин.
6.2. Оценка трещиностойкости бандажированного валка при наличии продольных трещин.
6.3. Рекомендации по совершенствованию технологии термообработки и тепловой посадки крупногабаритных прокатных валков
6.4. Выводы по главе 6.
Общие выводы и основные результаты работы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основные особенности технологии термообработки и тепловой посадки крупногабаритных прокатных валков. Выводы по главе 1. Глава 2. Влияние напряженного состояния на структурные превращения в процессе термообработки. Исследование изотермического распада аустенита без нагрузки. Выводы по главе 2. Глава 3. Выводы по главе 3. Глава 4. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОСТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ И ТВЕРДОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ БАНДАЖЕЙ И ЦЕЛЬНОКОВАНЫХ БАЖОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ. Решение задачи теплопроводности для индукционной закалки цельнокованых прокатных валков методом конечных элементов. Рис. Объемная закалка через воду в масло с отпуском для бандажей толщиной мм из стали 9Х и 9ХФ . Рис. Тепловая посадка бандажей толщиной мм из стали 9Х и 9ХФ . Следует отметить, что технология бандажирования относится к одной из самых сложных при изготовлении прокатных валков. Определить величину оптимального натяга всегда очень трудно. С одной стороны при недостаточном натяге возможно сползание бандажа с оси, с другой стороны при чрезмерном натяге растрескивание вследствие высокого уровня посадочных напряжений, которые складываются со значительными напряжениями от термообработки. Опорные валки листовых станов горячей прокатки работают в менее жестких условиях по сравнению с другими видами валков , и поэтому к ним применяют более мягкий режим окончательной термической обработки нормализацию с высоким отпуском. Температурные режимы для валков изготавливаемых по классу Г на твердость НЭП представлены на рис. Рис. Нормализация с высоким отпуском для валков диаметром более 1,5 м из стали 9Х и 9ХФ .