Совершенствование процесса термомеханического упрочнения при прокатке арматурных профилей с применением структурно-матричного моделирования

• Автор: Логинов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОГО ПРОКАТА

1.1. Параметры деформационного режима.

1.1.1. Температура нагрева заготовки и температурный режим прокатки.

1.1.2. Скорость, степень и дробность деформации.

1.2. Параметры режима охлаждения.

1.2.1. Последеформационная выдержка.

1.2.2. Скорость охлаждения

1 2.3 Температура конца ускоренного охлаждения.

1.3 Химический состав стали.

1.4. Цель и задачи работы
2. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОЙ АРМАТУРЫ
2.1. Основные принципы структурноматричного подхода
2.2 Структурноматричная модель для описания процесса формирования
структуры и механических свойств ТМО проката.
2 2.1 Блок матрицы Температура раската.
2.2.2. Блок матрицы Скорость
2 2.3. Блок матрицы Степень и дробность деформации
2.2.4. Блок матрицы Последеформационная выдержка
2 2.5. Блок матрицы Скорость охлаждения
2.2.6 Блок матрицы Время охлаждения.
2.3. Выводы по главе 2.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОЙ АРМАТУРЫ
3.1. Контроль процесса термомеханического упрочнения.
3.2. Исследование влияния основных технологических параметров на прочностные характеристики термомеханически упрочненной арматуры
3.3. Выведение математических зависимостей для прогнозирования уровня
механических свойств термомеханически упрочненной арматуры.
3 4 Составление контрольных карт процесса и методика контроля.
3.5. Выводы по главе 3.
4 РАЗРАБОТКА НОВОГО СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОЙ АРМАТУРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО РАВНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ СВОЙСТВ ПО ДЛИНЕ РАСКАТА
4 1. Анализ уровня механических свойств термомеханически упрочненной арматуры классов А0С и А0С текущего производства стана 0 1 ОАО
4 1 1 Описание технологии производства арматуры классов А0С и
А0С и применяемого оборудования.
4. Обработка результатов испытаний сдаточных проб текущего
производства .
4 1 3 Исследование влияния сортамента арматуры на распределение механических свойств по длине раската
4 2 Применение структурноматричной модели для объяснения причин неравномерного распределения механических свойств по длине раската
4 3 Разработка нового способа производства термомеханически упрочненного сортового проката с применением дополнительного
подстуживания в процессе прокатки.
4 3 I Проектирование нового способа производства термомеханически упрочненной арматуры . . .
4 3 2 Исследование влияния дополнительного охлаждения раската в процессе прокатки на формоизменение в калибрах при помощи
моделирования . . .
4 3 3 Разработка новых режимов термомеханической обработки и ожидаемые результаты. .
4.4. Проведение прямых исследований в промышленных условиях работы
стана ОАО ММК.
4 4 1. Подготовка оборудования для проведения эксперимента
4 4 2 Методика проведения эксперимента
4 4.3 Технологическое описание проводимого эксперимента и полученные результаты
4 5. Выводы по главе 4 .
Выводы по работе
Список литературы


В работе исследовали распределение температуры металла вдоль линии непрерывного стана при производстве арматурного проката с разной температурой нагрева исходной заготовки. Результаты наблюдений по распределению температуры прокатываемого металла по клетям непрерывного мелкосортного стана меткомбината Криворожсталь при нагреве исходных заготовок в интервале температур от до С представлены в виде диаграмм на рис. Анализ результатов расчетов показал, что общий характер диаграмм в указанном диапазоне температур нагрева заготовок не изменяется. Рис. Распределение температуры прокатываемой полосы подлине стана левая нитка при разных температурах нагрева заготовок. Результаты показали, что при прокатке заготовок с начальной температурой С и С, то есть отличающихся по нагреву на 0 С, температуры конца их прокатки отличаются только на С или в 3,8 раза меньше по сравнению с начальной разностью температур. Иными словами, воздействовать на температуру конца прокатки изменением температуры нагрева заготовки представляется малоэффективным. Уменьшение температуры нагрева заготовок приводит к увеличению тепловыделения и повышению температургл металла при дальнейшей прокатке, особенно с повышением скоростей прокатки в чистовой группе клетей. Температура раската в процессе деформации. С точки зрения получения требуемой структуры, деформацию желательно проводить при температурах, при которых облегчено образование субзеренной структуры. Излишне высокая температура деформирования нецелесообразна изза возможности развития рекристаллизации как во время деформации, так и при последующем охлаждении, что приводит к уменьшению или почти полному исчезновению эффекта термомеханического упрочнения. При низких температурах деформации в металле сохраняется наклепанное состояние, характеризующееся высокой прочностью, но недостаточной пластичностью. Поэтому температуру деформации необходимо выбирать такой, чтобы при горячей деформации происходили процессы полигонизации и формировалась развитая субструктура, а рекристаллизация была подавлена или заторможена. На основании исследования влияния параметров прокатки широкополочных профилей на структуру стали установлено, что величина зерна феррита и параметры субструктуры зависят в большей степени от температуры конца деформации и в меньшей степени от скорости прокатки и величины деформации. При контролируемой прокатке двутавровых балок размером ЗООхЗООх хх мм и 0x0xx мм снижение температуры прокатки в чистовых клетях с до С благоприятно сказывалось на хладостойкость стали. Однако дальнейшее снижение температуры конца прокатки сопровождалось ухудшением хладостойкости. О неоднозначном характере влияния температуры конца прокатки свидетельствуют результаты проведенных экспериментов по прокатке полос из стали ХС при , 0, 0С за несколько проходов суммарное обжатие . Установлено, что при температуре аустенитизации С кривая зависимости предела текучести от температуры прокатки находится на МПа выше, чем при температуре аустенитизации С. Кроме того, изменение температуры прокатки при температуре аустенитизации С практически не сказывается на изменении предела текучести, а при температуре аустенитизации С предел текучести возрастает с понижением температуры деформирования. Пластические свойства стали ХС увеличиваются с понижением температуры прокатки. При температуре аустенитизации С пластические свойства выше, чем при температуре аустенитизации С. При проведении экспериментальных исследований , заготовку размерами xx0 мм из стали Г2 нагревали до С, подстуживали на воздухе до УС и прокатывали за один или три прохода, после чего образцы охлаждали по двум режимам на воздухе и водовоздушной смесыо со скоростью Сс ускоренное охлаждение. Ускоренное охлаждение начинали непосредственно после выхода полосы из валков, и после выдержки в течение 5 с. На рис. С при деформировании образцов за один проход со степенью обжатия а и б, охлажденных на воздухе. Их анализ свидетельствует, что снижение температуры прокатки повышает временное сопротивление разрыву ав, предел текучести ат, относительное удлинение 5 и относительное сужение У, т. Рис.