Здавалка
Главная | Обратная связь

Теоретическое введение



ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Технологический университет

Московский институт стали и сплавов

ВЫКСУНСКИЙ ФИЛИАЛ

 

Е.А. Харитонов

Лабораторная (практическая) работа № 1

«Коэффициенты деформации при прокатке.

Условие постоянства объема металла.

 


Цель работы:

Приобрести навыки замера образцов, обработки полученных данных, научиться рассчитывать основные величины, характеризующие пластическую деформацию металлов. Приобрести практические знания о проявлении закона постоянства объема металла и его применение для условий непрерывной прокатки.

 

Теоретическое введение

 

При разработке новых, а также при совершенствовании действующих технологий, выполнении исследований в области обработки металлов давлением используется условие постоянства объема металла, согласно которому плотность деформируемого металла сохраняется постоянной в течение всего цикла обработки.

Условие постоянства объема записывается в следующем виде:

, (1.1)

где h0, b0, l0 и h1, b1, l1 – высота, ширина и длина образца, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, до и после первой технологической операции деформирования, соответственно.

В реальных условиях обработки металлов давлением наблюдаются отклонения от этого условия. Так, при горячей прокатке на обжимных станах слитков и литых заготовок, вследствие исчезновения в первых 5…6 проходах пустот, усадочной раковины, пузырей, плотность металла повышается; например, для кипящей стали – с 6,9 до 7, 85 т/м3, то есть объем слитка уменьшается на 12%. При дальнейшей горячей деформации плотность металла, а, следовательно, и его объем, почти не изменяются.

При холодной обработке давлением ранее деформированного металла его плотность снижается в результате увеличения числа дефектов кристаллической решетки, вакансий, дислокаций и др. Соответственно этому объем металла увеличивается. Экспериментальным путем установлено, что при степени деформации 80% увеличение объема стали составляет 0,25…0,35%; при степени деформации 60% изменение объема меди и латуни достигает 1…2%. В практических расчетах параметров технологических процессов отмеченными изменениями плотности и, соответственно, объема пренебрегают.

Из условия постоянства объема (1.1) следует, что

. (1.2)

Величина характеризует деформацию металла в направлении высоты полосы и называется коэффициентом высотной деформации; соответственно величина характеризует деформацию в направлении ширины полосы и называется коэффициентом поперечной деформации; величина характеризует деформацию в направлении длины полосы и носит название коэффициента продольной деформации.

Используя вышеуказанные обозначения, запишем выражение (1.2) в следующем виде:

, (1.3)

или, после логарифмирования:

–ln η+ln β+ln λ=0.

Следовательно, алгебраическая сумма логарифмов коэффициентов деформации по трем взаимно перпендикулярным направлениям равна нулю.

При выполнении технологических расчетов при продольной прокатке используются следующие величины, характеризующие деформацию:

- абсолютное обжатие за проход Δh=h0–h1,

или за несколько проходов ΔhΣ=h0–hn;

- относительное обжатие за проход ,

или за несколько проходов ;

- абсолютное уширение Δb=b1–b0;

- коэффициент вытяжки за проход ,

за несколько проходов , или

и вышеназванные коэффициенты η; β; λ.

При прокатке широких листов, когда b/h>100, а также на широкополосных станах при прокатке тонких листов и при холодной прокатке, когда уширение незначительно изменяет ширину, пользуются формулой:

В этом случае связь между коэффициентом вытяжки и относительным обжатием может быть представлена в следующем виде:

В трубном производстве при прокатке круглых заготовок и труб используются следующие величины, характеризующие деформацию:

- абсолютное обжатие за проход ΔΖ=d0–d1,

или за несколько проходов ΔΖΣ=d0–dn;

- относительное обжатие за проход ,

или за несколько проходов ;

- коэффициент вытяжки за проход ,

или за несколько проходов или .

Связь между коэффициентом вытяжки и относительным обжатием для прокатки сплошной заготовки на станах радиально-сдвиговой прокатки может быть представлена в следующем виде:

Связь между коэффициентом вытяжки и относительным обжатием для процессов калибровки и редуцирования труб без изменения толщины стенки может быть представлена в следующем виде:

,

,

где d – внутренний диаметр, S – толщина стенки.

Из представленных выше формул однозначной взаимосвязи между обжатием и вытяжкой нет.

Для характеристики процессов прокатки сорта, как правило, пользуются, в основном, коэффициентами вытяжки, так как обжатия по калибру разные. Для расчета условий захвата применяется максимальное абсолютное обжатие.

Для характеристики процессов прокатки листа, в основном, пользуются относительным обжатием за проход. Для расчета скоростных условий прокатки на непрерывном стане пользуются коэффициентом вытяжки за проход.

Для характеристики процессов производства бесшовных труб пользуются, как относительным обжатием, так и коэффициентом вытяжки, а именно:

- при прошивке: до пережима применяются относительные обжатия, а весь процесс характеризуется коэффициентом вытяжки;

- при прокатке на непрерывном стане, автомат-стане, пилигримовом и раскатном станах используют, в основном, коэффициент вытяжки;

- при прокатке трубы на калибровочном, редукционном и редукционно-растяжном стане используют относительное частное обжатие, а для расчета скоростных условий процесса пользуются коэффициентом вытяжки.

При предварительном назначении числа проходов (операций) n можно вычислить средний коэффициент вытяжки по формуле:

,

откуда .

В некоторых случаях используется величина относительной высотной деформации, вычисляемая следующим образом:

.

Наиболее точно высотную деформацию характеризует логарифмический (истинный, или интегральный) показатель, который определяется интегрированием бесконечно малых относительных изменений высоты полосы. Например, в отдельном проходе логарифмический показатель высотной деформации определяется так:

.

Суммарный логарифмический показатель высотной деформации за n проходов определяется следующим образом:

.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.