Исследование температурного поля в объеме заготовки с целью управления тепловым режимом при радиально-сдвиговой прокатке

• Автор: Алексеев, Павел Леонидович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Развитие теории радиальносдвиговой прокатки.

1.2. Методы решения тепловых задач в области ОМД.

1.3. Способы измерения температуры при горячей обработке металлов.

Глава 2. Теоретическое определение и исследование температурного

2.1. Постановка задачи.

2.2. Решение тепловой задачи при влиянии теплообмена с окружающей средой и воздействии тепловых источников

2.3. Определение функции тепловых источников.

2.4. Алгоритм пошагового вычисления деформационных параметров.

2.5. Разработка программного обеспечения для расчета теплового поля металла.
Глава 3. Разработка методики экспериментального исследования
температуры металла при радиальносдвиговой прокатке
3.1. Предпосылки создания методики.
3.2. Сущность метода.
3.3. Тарировка системы измерения.
3.4. Оценка точности измерения.
3.5. Испытание разработанного способа при различных процессах обработки металлов.
Глава 4. Исследование факторов, определяющих тепловое состояние
металла при РСП
4.1. Исследование параметров очага деформации при радиально сдвиговой прокатке прутков из стали Ст 3 и титанового
сплава ВТ6
4.2. Тепловизионнос исследование глубины положения максимума температуры.
4.3. Тепловизионнос исследование распределения температуры поверхности по длине заготовки
4.4. Исследование влияния параметров процесса РСП на тепловое состояние заготовки.
Глава 5. Анализ теплового состояния металла при реверсивной
многопроходной РСП.
5.1. Описание оборудования для исследования.
5.2. Исследование деформационного разогрева металла в каждом проходе
5.3. Особенности теплового поля металла при многопроходной
реверсивной РСП.
Выводы
Литература


Поэтому для трехвалкового стана характерно кольцевое разрушение, склонность к которому возрастает с уменьшением угла подачи и повышением окружной скорости валков. На основании экспериментальных данных, полученных при прокатке составных образцов. П.К. Тетерин отмечает, что отсутствие утяжки и пластических деформаций в осевой зоне заготовки свидетельствует о действии радиальных сжимающих напряжений. В.К. Воронцов и П. Проводились исследования напряженного состояния сплошного диска, деформируемого системой трех сил, имитирующих воздействие трех валков, по результатам которых, установлено наличие лишь упругих деформаций в осевой зоне диска. Разделение напряжений показало наличие в центре диска равномерного двухосевого сжатия. Здесь циклическое нагружение отсутствует, и сжимающие напряжения не могут вызвать нарушения сердцевины. Аналогические результаты были получены с использованием метода оптически чувствительных покрытий. В ходе исследований было установлено, что пластическая деформация в осевой зоне дисков, нагруженных системой двух сил, наблюдается уже при небольшой деформации но диаметру; тогда как при нагружении тремя силами этого не отмечалось. В.Я. Остренко и А. И. Лисицын [] исследовали распределение напряжений в заготовке при ее деформации тремя валками. При этом считали, что заготовка находится в идеально-пластическом состоянии и металл не упрочняется. В поперечном сечении определение напряжений проводили по линиям скольжения, полученных оптическим методом. Эксперименты показали, что максимальные касательные напряжения действуют вблизи площадок в зонах воздействия валков. Поэтому здесь следует ожидать максимальную пластическую деформацию. По мере приближения к центру величина касательных напряжений снижается. В центре образца касательные напряжения равны нулю. P.M. Голубчик, П. И. Полухин [] при оценке влияния схемы прокатки, а также количества рабочих валков на напряженное состояние и склонность ее к разрушению при пластическом деформировании установили, что при нагружении диска тремя силами в периферийной области действуют растягивающие напряжения с максимумом, расположенном на расстоянии 0, радиуса от центра диска. А.И. Целиков, В. М. Луговской, Е. М. Третьяков [] процесс образования кольцевой и осевой полости описывают следующим образом. На границе упругой и пластической зоны возникают большие деформации сдвига. В реальном материале пластическая граница имеет вид узкой упругопластической полоски, в которой деформации сдвига очень велики. Тем самым, на границе пластической области происходит интенсивный наклеп металла. В трехвалковом стане в зоне больших деформаций сдвига постоянно находится кольцевая зона заготовки. Поэтому образование кольцевой полости наиболее вероятно в зоне с радиусом, равным 0, радиуса заготовки. Этот механизм позволяет выявить причины кольцевого разрушения при прокатке в трехвалковом стане, основными из них являются схема расположения и количество валков. В то же время данная теория не учитывает влияние тепловыделения при пластической деформации и особенностей циклического теплового состояния металла при радиальносдвиговой прокатке. Ухудшение качества проката возможно не только при наличии разрушения, но и при фазовых переходах в металле, например, в титановых сплавах. Поэтому определить пути предупреждения кольцевых дефектов и выбора рациональных режимов прокатки на основе только напряженно-деформированного состояния и без учета теплового поля не представляется возможным. И Потапов и П. И. Полухин основным фактором, определяющим схему напряженно-деформированного состояния, считают угол подачи рабочих валков []. Исследование распределения деформации по сечению заготовки убедительно показывает, что при увеличении угла подачи повышается равномерность деформации при прокатке в двухвалковом стане. Это верно и для трехвалкового стана, что подтверждается результатами исследования численными методами влияния параметров процесса винтовой прокатки на схему напряженного состояния и повреждаемость металла, проведенными С. В. Смирновым [, ].