ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.77
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-4-89-97
Аннотация
Выполнен литературный обзор работ по асимметричной прокатке круглой заготовки на гладких валках в двух- и четырехвалковых калибрах. Изучен и обобщен опыт применения высокоскоростной асимметричной листовой прокатки. Обоснована целесообразность разработки процессов сортовой асимметричной прокатки. Разработана математическая конечно-элементная модель плющения в программном комплексе Deform-3d. Расчет выполнен для условия плющения круглой заготовки диаметром 12,1 мм на размер 8,0 мм с изменяемым соотношением скорости вращения валков от 1 до 5. Проведены аналитические исследования, которые показали, что с увеличением соотношения скоростей валков снижается усилие прокатки и повышается значение накопленной степени деформации по сечению заготовки. Более высокий уровень накопленной степени деформации отмечается в заготовке со стороны валка, имеющего большую скорость. Построены графики распределения накопленной степени деформации. Приведены поля напряженного состояния для рассматриваемых вариантов плющения, в которых наблюдается увеличение доли сдвиговых напряжений и снижение растягивающих напряжений при увеличении соотношения скоростей вращения валков. На стане 400 в лаборатории механики градиентных наноматериалов имени А.П. Жиляева проведены экспериментальные исследования по скоростной асимметричной прокатке круглых образцов диаметром 12,1 мм. Проведены замеры твердости и давления металла на валки. Показано, что с увеличением соотношения скоростей валков повышается твердость и снижается усилие прокатки. Причем, повышенную твердость имеет поверхность образцов со стороны контакта с валком, имеющим более высокую скорость вращения. Полученные результаты использованы при разработке технического задания на проектирование четырехвалкой клети с индивидуальным приводом валков.
Ключевые слова
скоростное асимметричное плющение, многовалковая прокатка, моделирование, напряженное состояние, деформированное состояние, твердость, давление
Для цитирования
Скоростная асимметрия при холодной прокатке круглой заготовки в цилиндрических валках / Харитонов В.А., Усанов М.Ю., Локотунина Н.М., Песин И.А., Мелихов Е.Д. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №4. С. 89-97. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-4-89-97
1. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1978. 360 c.
2. Нагорнов В.С. Пластическое течение при низкотемпературной прокатке прутков на гладкой бочке // Производство проката. 2014. № 1. С. 2–11.
3. Joong-Ki Hwang. Deformation behavior of longitudinal surface flaws in flat rolling of steel wire // ISIJ International. 2021, vol. 61, no. 6, pp. 1935–1945.
4. Joong-Ki Hwang. Strain hardening rate dependency of deformation shape, strain distribution, and contact pressure during wire flat rolling // Iron and Steel Research International. 2023, vol. 30, no. 3, pp. 475–486.
5. Поляков М.Г., Никифоров Б.А., Гун Г.С. Деформация металла в многовалковых калибрах. М.: Металлургия, 1979. 240 c.
6. Бровман М. Я. Применение теории пластичности в прокатке. М.: Металлургия, 1991. 254 c.
7. Песин А.М., Салганик В.М., Куранов К.Ю. Плющение стальной ленты: монография. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 157 c.
8. Ткаченко, В. А. Исследование процесса прокатки при управляемом рассогласовании окружных скоростей валков в четырехвалковом калибре: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.16.05. Магнитогорск, 1976. 24 c.
9. А. с. 610581 СССР, МКИ B21B 37/02; B21B 1/00. Способ регулирования размеров профиля при прокатке в четырехвалковом калибре / В.Л. Стеблянко, М.Г. Поляков, В.А. Мамкин, В.А. Ткаченко. № 2108565. Заявл. 28.02.1975; опубл. 15.05.1978.
10. Исследование асимметричных случаев прокатки в четырехвалковых калибрах / В.Л. Стеблянко, В.А. Ткаченко, В.А. Мамкин, А.М. Поляков // Обработка металлов давлением: межвузовский сборник. Вып. 5. Свердловск: Изд-во УПИ им. С.М. Кирова, 1978. С. 70-77.
11. Пат. 2528601 RU, МПК B21B 1/00. Способ асимметричной прокатки металла / А.М. Песин, А.П. Ткаченко, Д.О. Пустовойтов, Н.М. Локотунина, Н.А. Горкин, М.А. Бирюков. № 2013111897/02. Заявл. 15.03.2013; опубл. 20.09.2014.
12. Пат. 2531337 RU, МПК B21B 1/00. Способ асимметричной прокатки металла / А.М. Песин, А.П. Ткаченко, Д.О. Пустовойтов, Н.М. Локотунина, М.А. Бирюков, Н.А. Горкин. № 2013111708/02. Заявл. 15.03.2013; опубл. 20.10.2014.
13. Константинов Д.В., Песин А.М., Пустовойтов Д.О. Мультимасштабное моделирование напряженно-деформированного состояния при асимметричной прокатке стальной полосы / // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. 2019. № 18. С. 27–32.
14. Исследование особенностей формирования структуры стали 08Ю при асимметричной прокатке на новом стане 400 / Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, А.М. Песин, М.В. Чукин // Черные металлы. 2022. № 10. С. 39–44.
15. Снижение количества технологических циклов «прокатка-отжиг» холоднокатаной ленты из стали марки 65Г в условиях ЛПЦ-8 ПАО «ММК» / А.И. Сверчков, А.М. Песин, Д.О. Пустовойтов, Телгин, В.Е. и др. // Труды XIII Конгресса прокатчиков: сб. ст., Москва, 25-27 октября, 2022. М., 2023. Т.2. С. 126–129.
16. Оценка напряженно-деформированного состояния сталемедной проволоки при волочении в монолитной волоке на основе моделирования / Д.В. Терентьев, М.Ю. Усанов, Е.С. Шеметова, С.И. Платов, В.А. Харитонов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. № 3. С. 170–177.
17. Аркулис Г.Э., Дорогобид В.Г. Теория пластичности. М.: Металлургия, 1987. 352 c.