Исследование влияния одноосной деформации на формирование микротопографии свободной поверхности в зависимости от зеренной структуры автолиста

• Автор: Кривко, Оксана Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 205 с. : ил.

1 СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ИЗМЕНЕНИИ МИКРОТОПОГРАФИИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА ПРИ ДЕФОРМАЦИИ

1.1. Характеристики микротопографии, используемые для описания

формирования микрорельефа поверхности в процессах пластической деформации

1.2. Формирование микротопографии поверхности за счет измене

ния структуры поверхностного слоя в процессах пластической деформации.

1.3. Изменение микротопографии поверхности металла при взаимо

действии рабочего инструмента с поверхностью металла.

1.3.1. Развитие шероховатости металла при прокатке без смазки

1.3.2. Развитие шероховатости металла при прокатке с применением смазки.

1.4. Формирование микротопографии свободной поверхности за

счет изменения структуры поверхностного слоя при пластической деформации

1.5. Морфология деформации зерна металла
1.6. Вывод
2. ВЫБОР МАТЕРИАЛА И МЕТОДОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ОЦЕКА ИХ ТОЧ0СТИ
2.1. Оценки микротопографии поверхности.
2.2. Параметры, характеризующие микротопофафию поверхности
металла
2.2.1 Точечные характеристики микротопографии поверхности.
2.2.2. Функциональные характеристики микротопографии поверхности.
2.2.3. Фрактальные характеристики микротопографии поверхности.
2.3. Выбор параметров, характеризующих микротопографию поверхности в данных исследованиях.
2.4. Оценка точности обработки полученных экспериментальных данных.
2.4.1. Исследование обработки экспериментальных данных по определению среднего размера зерна
2.4.2 Оценка точности определения функции плотности вероятности и их параметров.
2.5. Вывод
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОТОПОГРАФИИ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ОДНООСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СРЕДНИХ РАЗМЕРАХ
ЗЕРА ИССЛЕДУЕМЫХ СТАЛЕЙ
3.1. Изменения точечных характеристик микротопографии поверхности в зависимости от относительного удлинения с, среднего размера зерна с исследуемых марок стали
3.1.1. Изменение высотных параметров в процессе одноосной деформации
3.1.2. Изменение среднего шага неровностей профиля в процессе одноосной деформации
3.1.3. Изменение смешанных параметров профиля в процессе одноосной деформации
3.1.4. Вывод.
3.2. Исследование изменения коэффициента анизотропии в процессе одноосной деформации
3.3. Результаты исследований изменения функциональных характеристик поверхности при формировании шероховатости свободной поверхности при увеличении относительного удлинения образцов, исследуемых сталей, при различных средних размерах зерна
3.3.1. Исследования функций распределения ординат профиля при увеличении относительного удлинения и при различных средних размерах зерна исследуемых марок стали
3.3.2. Исследования поведения корреляционных функции при увеличении относительного удлинения, исследуемых марок стали с разным средним размером зерна
3.4. Исследование фрактальных характеристик микротопографии свободной поверхности при одноосной деформации
3.4.1. Определение фазового портрета.
3.4.2. Методика выбора ширины окна для построения фазового портрета
3.4.3. Результаты исследований изменения габаритов фазовых портретов в зависимости от относительного удлинения образцов и среднего размера зерна
3.5. Определение фрактальной размерности исследуемых сталей
3.6. Вывод.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОТОПОГРАФИИ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛИНЕЙНОМ ОД1ЮОСНОМ РАСТЯЖЕНИИ.
4.1. Псрколяционная модель формирования микротопографии свободной поверхности в процессе одноосной деформации.
4.2 Программа расчета микротопографии свободной поверхности.
4.3. Сравнение результатов моделирования формирования микротопографии поверхностного слоя при одноосной деформации и экспериментальных результатов
4.4. Вывод.
5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ВЫПУСКА АВТОЛИСТА С
РЕГЛАМЕНТИРОВАННОЙ МИКРОТОПОГРАФИЕЙ ПОВЕРХНОСТИ, С УЧЕТОМ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОТОПОГРАФИИ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХ1ЮСТИ В ПРОЦЕССЕ ЛИСТОВОЙ ПРОКАТКИ.
5.1. Определение величины удлинения начала формирования микротопографии поверхности.
5.2. Изменение шероховатости полосы в процессе дрессировки.
5.2.1 Увеличение шероховатости полосы при растяжении
между разматыватслсм и рабочими валками между ра
бочими валками и моталкой.
5.2.2. Увеличение шероховатости полосы при прохождении полосы через натяжной ролик и прохождение через Б образные ролики.
5.2.3. Увеличение шероховатости при сматывании и разматывании полосы в рулоне.
5.2.4. Увеличение шероховатости при прохождении полосы через рабочие валки.
5.3. Модель изменения шероховатости в процессе дрессировки.
5.4. Алгоритм программы реализации модели изменения шероховатости .
5.5. Вывод.
Заключение
Библиографический список
Приложения
Введение


В производственных условиях при прокатке тонких полос и листов, их микрорельеф формируется, как правило, по схеме, сочетающей в себе процессы вдавливания микровыступов клиньев поверхности валков и смятия неровностей поверхности деформируемого металла на первой стадии на начальном участке очага деформации и истечения металла в микроуглубления поверхности валка на второй стадии. С увеличением толщины полосы при прочих равных условиях отпечатываемость шероховатости поверхности валка уменьшается, поскольку при прокатке более толстых полос контактное давление ниже . В случаях прокатки металла с применением смазки, смазочная прослойка предохраняет поверхность прокатываемою металла от воздействия поверхности валков, и чем больше смазки в очаге деформации, тем меньшие изменения претерпевает микротопография поверхности полосы. При прокатке в условиях, когда высота микронеровностсй поверхности валков или полосы существенно больше толщины смазочной пленки в очаге деформации решающую роль играют крупные микровыступы валков или полосы, которые прошивают слой смазки. Поэтому при грубошероховатой поверхности валков с увеличением количества смазки, поступающей в очаг деформации, глубина внедрения крупных микронеровностей поверхности валков в гладкую поверхность полосы уменьшается и, как следствие, величина шероховатости поверхности металла после прокатки получается меньшей. Если шероховатая полоса деформируется гладким валком, то смазка препятствует сглаживанию начальной шероховатости металла. Поверхность такой полосы представляет совокупность микроуглублений, в которых замыкалась смазка, и плоских, сдавленных поверхностью валка микровыступов. В процессе деформации смазка, запертая в микроуглублениях поверхности, затрудняет смятие микровыступов. Возникновение микронеровностей на первоначально гладкой поверхности полосы металла при прокатке в относительно гладких валках и наличие в очаге деформации толстой разделительной смазочной прослойки обусловлено, вопервых, неодинаковой пластичностью зерен различных структурных составляющих поверхностного слоя металла, а вовторых, разной кристаллографической ориентировкой зерен по отношению к направлению деформирующих усилий. Микровыступы образуются на тех участках поверхности, где расположены зерна более твердой и менее пластичной структурной составляющей и кристаллиты с менее благоприятной для деформации ориентировкой. В структуре малоуглеродистых сталей, например, частицы цементита и зерна перлита имеют пониженную пластичность по сравнению с зернами феррита. В поверхностном слое имеются пространственные объекты, которые находятся одновременно в поверхностном и приповерхностном слое. Большинство исследователей считают, что такими объектами являются зерна металла. Толщина такого слоя соизмерима с размерами одного двух зрен металла. Шероховатым поверхностным слоем назовм материал, находящийся между линией впадин и линией выступов . При свободном формировании поверхности металлов происходит изменение параметров, характеризующих микротопографию. На их изменение влияет исходное состояние поверхности. Отмечается , что у поверхностей, деформированных растяжением, микронеровности имеют более пологие углы наклона и меньшую плотность микровыступов, чем у поверхностей, деформированных сжатием . Кассанада Оянс предложили закон изменения параметров шероховатости от удлинения рис. ОЦК кристаллической решткой, с 0,0, для металлов с ГЦК кристаллической решткой, с 0,1, с ГПУ кристаллической решткой. Рис. Данный закон был экспериментально подтвержден при исследованиях с чистым алюминием и некоторыми низкоуглеродистыми сталями . На рис. Из данного графика видно, что после некоторого переходного промежутка на рис. При е0,6 шероховатость на части поверхности резко увеличивается. Этот интервал находится за пределами степени деформации при реальной обработке давлением и в данной работе не рассматривается. Рис. Существуют границы применимости этого закона, которые наблюдается при изменении знака деформации. Пример изменения направления при деформировании, в частности переход от растяжения к сжатию, приведен на рис. Авторы , считают, что физическим объяснением закономерности 1 является поворот зерен в приповерхностном слое при пластической деформации вокруг осей параллельных поверхности. Ротационный механизм деформации в настоящее время интенсивно исследуется.