Способ определения параметров прокатки

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОКАТКИ, включающий нагрев образцов до различных температур прокатки , испытание их на скручивание и использование полученных данных для расчетапараметров прокатки,, о тл и чающийся тем, что, с целью повышения качества прокатанных труб путем более точного выбора оптимальных параметров прошивки, скручивание образцов осуществляют прерывисто с различными величинами разовых углов поворота, пауз и циклов скручивания, затем фиксируют закалкой микроструктуру образцов и используют для расчета,параметров щ)отйв1аГ данные , микро-. О) структура которого соответствует з аданной.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК !д1 В 21 В 19/04; С 01 g 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, :-

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧКРЫТИЙ (21) 3567017/22-02 (?2) 10.03.83 (46) 30.10,84. Бнин. !! 40 (72) В.П.Сокуренко, А.И .Ризоль, .Е.Я.Лезинская, Г.С.Никитин, Л.Г.Ковалева, И.Г.Зуев и Г.Я.Острин (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (53) 621 ° 774.0 11(088.8) (56) !. Патент GHA 9 3512403, кл. 73-87, 1970.

2. Алферова Н.С. Способ определения темпераТурно-деформационных параметров.-"Сталь", 1948 М 10, с. 911-917..,Я0„„1121074 А (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОКАТКИ, включающий нагрев образцов до различных температур прокатки, испытание их на скручивание и использование полученных данных для расчета параметров прокатки, о тлич ающий ся тем, что, с целью повышения качества прокатанных труб путем более точного выбора оптимальных параметров прошивки, скручивание образцов осуществляют прерывисто с различными величинаьж разовых углов поворота, пауз и цик" лов скручивания, затем фиксируют закапкой микроструктуру образцов и используют для расчета парамет- I ров прошивки данные образца, микро-. структура которого соответствует з аданной.

1 1 1210

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при разработке технологии прошивки, ковки и других сталей и сплавов с регламен тированной структурой конечного продукт а.

Известен способ определения параметров прошивки, включающий винтовую прокатку заготовок, нагретых 10 до температур прошивки, без оправки при регулировании углов подачи валков так, чтобы входная скорость заготовки быпа равна входной скорости заготовки при ее прошивке на оправ"ке, и определение оптимального обжатия при определенной температуре, соответствующего вскрытию полости в заданном сечении заготовки 11 3.

Однако известный способ не позволяет определить разовые деформации и междеформационные паузы, .необходимые для получения регламентированной структуры.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ определения параметров прокатки, включающий нагрев образцов для различных температур прокатки, испытание их на скручивание и использование полученных данных для расчета параметров прокатки. Оптимальную температуру нагрева определяют по максимальной величине угла скручивания при разрушении образцов $23, Кроме того, можно определить интервап величины общих деформаций, при которых сталь деформируется без разрушения при выбранной температуре.

Данный способ не обеспечивает достаточной точности выбора параметров прошивки. Выбранные с его помощью параметры. приводят к получению разнозернистой структуры и аномально крупных зерен в однофазных сталях 45 и сплавах при горячей нх обработке.

Кроме того, указанный способ не позволяет определить разовые деформации при циклическом приложении нагрузки и длительность межцеформа- 5О ционных пауз, которые в значительной мере оказывают влияние на конечную структуру металла.

Структура металла является важнейшей комппексной характеристи- 55 кой качества иэделия. Она обуславливает его механические, корроэионные и ряд других эксплуатационных харак74 2 теристик. Структура однофаэных сталей и сплавов, получаемая при прошивке с параметрами деформации, выбран" ными с помощью известного способа, характеризуется значительной разнозернистостыо и грубоэернистостью, которая сохраняется в готовых трубах и является несправимым браком.

Цель изобретения — повышение качества прокатанных труб более точного выбора оптимальных параметров прошивки.

Поставленная цель. достигается тем, что согласно способу определения параметров прокатки, включающему нагрев образцов до различных температур, испытание их на скручивание и использование полученных данных для расчета параметров процесса, скручивание образцов осуществляют прерывисто с различными величинами разовых углов поворота, пауз и циклов скручивания, затем фиксируют закалкой микроструктуру образцов и используют для расчета параметров прошивки данные образ 1 микроструктура которого соответствует заданной.

Предложенный способ позволяет обеспечить получение прокатанных труб заданной техническими условиями структуры, а следовательно, с необходимыми качественными характеристиками.

Сущность способа заключается в следующем.

Дпя определения параметров образец из материала заготовки прерывисто скручивают при разных температурах, разными единичными и общими углами поворота при разных междеформационных паузах. После этого образец охлаждают в воде и изучают микроструктуру. При этом фиксируют параметры таких образцов, микроструктура которых соответствует заданной. Далее, исходя из режимов скручивания, с помощью которых получена заданная микроструктура, по известным расчетным зависимостям определяют оптимальные температурно-деформационные параметры прошивки.

Температура нагрева образцов выбирается исходя из общеизвестных принципов выбора температур дпя определенных групп сталей (также, как в известном способе-прототипе) с интервалом, как правило, через з I 12

50 С с учетом возможностей современных средств нагрева и контроля температуры ..

Установлено, что для получения регламентированной величины зерна в структуре готовых труб необходимо на прошивном стане задавать не только температуру и общую степень деформации, но также и частные деформации (единичные обжатия) и продолжительность междеформационных пауз.

Величины частных деформаций, общей деформации, продолжительность междеформационных пауз определяются расчетом на основе анализа технических возможностей прошивных станов. Поэтому перед выбором параметров скручивания определяют расчетом возможные деформационные параметры, присущие данному стану при производстве гильз определенного сортамента.

Пример расчета для прошивного стана "30-90" при прошивке заготовки 4 50 мм из стали 08X18HI07 в гильзу 50х5 мм при угле подачи 15 .

Поскольку основная деформация заготовки при прошивке осуществляется как известно между валками и оправкой, деформационные параметры определя:от на этом участке. Частная деформация каждого участка гильзы осуществляется валками в процессе продвижения гильзы в осевом направлении на величину шага подачи. Шаг подачи при использованной в нашем эксперименте настройке стана составляет 5 мм. Величину частных деформаций определяют по изменению толщины стенки гильзы по мере продвижения ее в очаге деформации,,т.е. через каждые 5 мм, по формуле — - 100X

dS к 8 Ф где hS — разность между начальной толщиной стенки (например, у носка оправки ) и толщиной стенки через 5 мм от начальной;

S — начальная толщина стенки

У носка оправки, как показали измерения, S=22 мм. В сечении, находящемся на расстоянии 5 мм от носка оправки, толщина стенки 18 мм.

Разность между ними составляет 4 ым.

Таким образом, частная деформация

1074 в первом цикле деформации при прошивке составляет — — IOOX = I8 27.

4 мм

22 мм

Второй цикл деформации осуществляется, начиная от сечения с толщиной стенки 18 мм (S = 18 мм) до следующего сечения, находящегося

10 на расстоянии 5 мм (толщина стенки в этом сечении 13,5 мм) d S = — 18 — 13,5 = 4,5 мм

4,5 мм — — ° lOOX = 25X

2 18 мм

Величины частных деформацией в нашем эксперименте колеблются от 18,до 30Х. Средняя частная де-. формация составляет 267. При угле щ подачи в 5 и шаге подачи 5 мм чиспо частных обжатий составляет

13. Общая деформация составляет

263 13 обжатий = 338X .

Установлено, что из-за циклич25 ности процесса прошивки после деформации данного участка заготовки валками следует период отдыха до тех пор, пока данный участок заготовки снова войдет в валки;

Время пауз между частными деформациями (время половины оборота заготовки для двухвапкового стана) определяют, исходя из формулы пЗ = — - — — 1 Е„созыв, (2)

nâ Пв

35 где и — число оборотов заготовки;

n — число оборотов валков;

D — диаметр валков в выходном сечении;

d — диаметр заготовки; и Я вЂ” коэффициенты скольжения и

r c овальности заготовки; — угол подачи.

При использованной в эксперименте настройке стана параметры, входящие в приведечную формулу, имеют следую щие значения пв = 15 об/мин Ds *

= 270 мм; D3= 50 мм; 1, и С„равны 1; «1 и t 15О; Совр= 0,96.

15 . 270

Таким образом и = -- — — -1 Ф

50 х 0,96 = 78 об/мин.

Время одного оборота (в секун55 60 дах)Т = — — = 0 77 с.

78 (3)

Время половины оборота Т .= 0,77

2 = 0,38 с.

1121

Время половины оборота заготовки в использованном в экспериментах прошивном стане в зависимости от скорости прошивки и диам6т1 а заготовки может колебаться от О, 2 до 0,8 с.

Среднее время половины оборота составляет 0,5 с.

Дпя определения возможности., получения заданной структуры проводят прерывистое скручивание образцов по режимам, выбранным на основе рассчитанных параметров прошивки. Для определения числа оборотов при кручении образца, соответствующих разовой деформации при прошивке 267, необходимо определить истинную деформацию, соответствующую деформации при прошивке 267, по формуле

074 ветствующую скручиванию в 0,5 оборота, по формуле (5 l, причем значения параметров, входящих в эту формулу, имеют указывающиеся величины, откуда

3,14 2,5

Р=-- — — — — =О 3.

15- Л

Степень частной деформации в ! 0 процентах соответствующую истинной деформации 0,3, определяют исходя из формулы (4), откуда

Я = = е -100Ж, (6)

1 — — — ° 03 1003=

2,72

1 е= fn- —, 1-Е

26Х

20 (4) откуда

Угол. поворота при кручении, соответствующий истинной деформации

0,3, определяют по формуле (5) где

Откуда где е — истинная деформация;

E — степень деформации;

Vn — натуральный логарифм с основанием 2,72, 1

2= 2n — =-Π3.! 261

1- — ——!

Оо l

nr у — величина сдвига - — — (и—

73 угол поворота в радианах); — радиус образца 2,5 мм," — длина рабочей части образца 15 мм.

nr . /Зле 13 15 63

3 и т 2,5

3,13 рад = 180

Рассмотрим следующий пример.

В результате приведенных экспериментов определили, что заданная структура получена при температуре нагрева 1200 и 15 циклах кручения с разовыми величинами скручивания по 0,5 оборота и паузами по 0,5 с.

Исходя иэ этих данных, определяют истинную деформацию образца, соотВНИИПИ Заказ 7852 8

Филиал ППП "Патеат, г.

Т. е., частные деформации, которые должен обеспечить прошивной стан, равны 0,3 и 267. междеформацконные паузы — по 0,5 с, об25 щая деформация составляет: 267 х

4 15 циклов = 3907.. Соответственно настраивают стан.

Как показали эксперименты, такие же результаты по величине зерна мо30 гут быт ь получены при 1 60 С и 1 0 циклах кручения с разовыми величинами скручивания по 0,5 об и паузами по 1 с.

Экспертиза отмечает в структуре, полученной известным и предложен35 ным способом, зерна 8 номера. Однако структура, полученная известным способом, более крупнозерниста, так как одновременно содержит более круп. ные зерна 4 номера. Если в нормативно-технической документации требованиями оговорена необходимость получения структуры с величиной зерна, не превышающей 8 номера, то указанная величина зерна 4 номера явится браковочным признаком. Поэтому нет необходимости скручивать образцы до разразрушения . Достаточно их скручивать до получения заданной структуры.

Таким образом, предложенный способ позволяет выбрать необходимую деформацию для получения заданной величины зерна в готовой трубе, а прошивка с параметрами, выбранными по указанному способу, позволяет снизить брак по величине зерна на 5-7Х.

Тираж 794 По писнс е

Уагород, ул.Проеьсткаа, 4