 |
|
Нагрев металла перед прокаткой
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Кафедра: «Сварка и металлургия»
Курсовой проект
по дисциплине:«Технологические процессы обработки металла давлением»
на тему:Расчет температурных условий при горячей прокатке
| Выполнил: ст-т. гр. бМЕТЛ-41 Чайкин А.П. Проверил: к.т.н. асс. Кошуро В.А. |
Саратов 2015
Содержание
Введение
Температурный режим прокатки является важным технологическим параметром, определяющим условия реализации процесса горячей обработки металлов давлением. Во многом температурный режим прокатки определяется конструктивными особенностями стана - расположением основного технологического оборудования, техническими характеристиками его основных агрегатов и вспомогательного оборудования [1]. Кроме этих особенностей он тесно связан со многими не менее важными параметрами, которые учитываются в процессе горячей прокатки. Вследствие чего будет выбираться технологическая схема прокатки, влиять на качество готовой продукции и уровень затрат энергии.
1. Литературный обзор
Горячая прокатка
Прокатка — один из самых распространённых видов обработки металлов давлением. Заключается в обжатии металла между двумя, реже тремя, вращающимися в разные стороны валками. Силами трения заготовка затягивается в зазор между валками и обжимается по высоте.
Горячая прокатка ведется при температуре выше температуры рекристаллизации. При повышенной температуре металл снижает свою прочность, что дает возможность снижать усилия, которые необходимы для его пластического деформирования. Непосредственно в ходе деформирования металла происходит его рекристаллизация с постоянным образованием новых зерен. Постоянное образование новых зерен обеспечивает сохранение высокой пластичности металла. Это дает возможность достигать больших величин деформации без разрушения металла. Контроль конечных размеров при горячей обработке более труден из-за образования окалины и объемных изменений при последующем охлаждении [2].
Нагрев металла перед прокаткой
Нагрев металла перед прокаткой осуществляется с целью повышения его пластичности и уменьшения его сопротивления деформации. Нагрев является одной из важных и основных операций в процессе прокатки. Он должен обеспечить равномерное распределение температуры по сечению прокатываемого металла, его минимальное окисление и обезуглероживание.
Характер передачи тепла определяет способ нагрева металла. Различают два способа: прямой и косвенный. Если тепло аккумулируется непосредственно в самом металле, а температура окружающей среды остается ниже температуры металла, то такой способ называется прямым. Если тепло металлу передается за счет соприкосновения его поверхности с какой-либо средой (газообразной, жидкой, твердой), нагретой до более высокой температуры, то такой способ нагрева называется косвенным. Передача тепла металлу при косвенном нагреве происходит за счет конвекции и излучения. Количество тепла, передаваемое излучением в нагревательных печах, достигает 80 % всего тепла.
Повышение температуры металла при его нагреве, как правило, благоприятно влияет на процесс прокатки. Однако при нагреве выше определенной для данной стали температуры происходит рост зерна, который ведет к ослаблению связи между ними и тем самым к ухудшению механических свойств стали. Что приводит к образованию на металле трещин. Такое явление называется перегревом. Иногда свойства перегретой стали можно улучшить, подвергнув ее термической обработке. Сильный перегрев исправить нельзя.
При температурах нагрева, близких к точке плавления стали, внутрь ее проникает кислород, который окисляет зерна. В результате связь между зернами стали настолько ослабляется, что металл при прокатке разрушается. Это явление называется пережогом. Оно происходит тем легче, чем выше температура нагрева и чем больше окислительная атмосфера в печи. Явления перегрева и пережога чаше всего возможны при вынужденной задержке металла в печи. Чтобы избежать перегрева и пережога необходимо понижать температуру печи и уменьшать количество подаваемого воздуха.
При назначении режимов нагрева металла обычно исходят из следующих параметров: температуры и скорости нагрева, времени выдержки при постоянной температуре (томления). При прокатке металл нагревают до возможно высоких температур, так как в этом случае снижаются расход энергии, усилие деформации, износ инструмента. При назначении температуры нагрева, как правило, верхний предел температуры нагрева ограничивается явлениями перегрева и пережога и устанавливается на 100-150 °С ниже точки плавления, а нижний предел - температурой рекристаллизации, т.е. минимально допустимой температурой конца прокатки. У некоторых сталей и сплавов температурный интервал прокатки достаточно узкий, ограниченный различными изменениями в структуре металла [3].