Способ исследования пластичности при прокатке

 

Использование: снижение трудоемкости и повышение точности исследования в экспериментальных способах исследования пластической деформации и определения пластичности металлов и сплавов. Сущность: способ включает прокатку образца в форме прямоугольного параллелепипеда в двух прокатных валках, один из которых круговой цилиндрический, при соотношении высоты образца с диаметром данного валка 0,1-0,15, и последующее определение пластичности . В качестве второго валка в способе используют овальный цилиндрический валок, величина большой оси сечения которого равна диаметру кругового цилиндрического залка, а величина малой оси регламентирована. Исследованию подвергают образец, длина которого составляет 0,375-0,450 периметра овального цилиндрического валка. 1 ил. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 21 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860266/27 (22) 26.06,90 (46) 30.12.92,Бюл,(Ф 48 (71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский ин.ститут сплавов и обработки цветных металлов Типроцветметобработка" (72) В,М.Чуб, А.В.Буланов, А.П.Усийчук, И.П.Морозова, В.И.Шумбуров, А.В.Дмитриевский и Д.М.Лейкин (56) Чижиков Ю,М, Прокатываемость стали и сплавов. M., 1961, с.64-65.

Чижиков Ю.М, Новый метод определение пластичности, заводская лаборатория, том XIV, N 5, 1948, с.608-613. Деформируемость никелевых сплавов "Hutnlk" (CSSR), 1988, 38, N 3, с.114-119, (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ ПРИ ПРОКАТКЕ

Изобретение относится к металлургии, в частности к экспериментальным способам . исследования пластической деформации и определению пластичности сплавов на основе меди и никеля при прокатке.

Известен способ исследования пластичности металлов, заключающийся в прокатке призматических образцов прямоугольного сечения в паре цилиндрических валков, на( одном из которых выполнен эксцентрично ручей ящичного калибра переменной глубины, при отношении высоты образца к диаметру валка в пределах 0,1-0,15, и последующем определении пластичности, Способ называется прокаткой на клин, так как изготовление ручья в валке, занимающего 0,75 длины окружности валка, по.... Ж„„1784290 Al (57) Использование: снижение трудоемкости и повышение точности исследования в экспериментальных способах исследования пластической деформации и определения пластичности металлов и сплавов. Сущность: способ включает прокатку образца в форме прямоугольного параллелепипеда в двух прокатных валках, один из которых круговой цилиндрический, при соотношении высоты образца с диаметром данного валка

0,1-0,15, и последующее определение пластичности. В качестве второго валка в способе используют овальный цилиндрический валок, величина большой оси сечения которого равна диаметру кругового цилиндрического залка, а величина малои оси, регламентирована. Исследованию подвер- гают образец, длина которого составляет

0,375-0,450 периметра овального цилиндрического валка. 1 ил. 1 табл, зволяет в процессе прокатки получить клиновидную полосу из призматической заготовки за один пропуск с изменением ©О обжатия от 0 до 75%. Этот способ наиболее Ф( целесообразно применять для определения Я пластичности(т.в, величины относительного . сО обжатия, при котором возникают наруше-, С) ния еплошности) металлов и сплавов, пред- ( назначенных для деформирования прокаткой, так как другие способы, а именно. способы осадки. растяжения, кручения, ударной вязкости имеют существенные отличия от реальных условий напряженного состояния в очаге"деформации при прокатKB.

Способ позволяет определить величину степени деформации в сечении с первой

1784290 трещиной, что соответствует оценке пластичности.

Недостатком способа является высокая трудоемкость исследований, связанная с необходимостью точной задачи образца в валки в момент, соответствующий прохождению максимальной глубины ручья калибра вертикальной оси валков. B способе применяется специальное устройство для задачи образца в валки.

Кроме того, в известном способе необходимо применять длинные образцы (более . 0,75 длины окружности валка) для образования внешней зоны у наиболее обжимаемой части образца. Исследование длинных образцов ведет к неодинаковым температурным условиям прокатки, излишнему расходу металла, ухудшению условий труда.

Применение образцов длиной менее 0,75 длины окружности валка исключает наличие внешней зоны с максимально деформированного участка образца после прокатки.

При отсутствии внешней зоны в переднем торце обра ца металл получает преимущественное истечение вперед, вызывая дополнительные растягивающйе напряжения в переднем конце образца, которые мо-" гут вызвать появление трещин при обжатиях более низких, чем при йаличии внешней зоны. Отсутствие внешней зоны в образцах, применяемых в известном способе, создает неравнозначные условия напряженного состояния по длийе образца и .снижает достоверность оценки пластичности. Наиболее близким rio техническому существу к предлагаемому является способ, описанный в источнике, который выбран в качестве прототипа.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение точности исследования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе исследования пластичности при прокатке, включающем прокатку образца. в форме прямоугольного параллелепипеда в двух прокатных валках, один из которых круговой цилиндрический, при соотношении высоты образцы с диаметром данного валка 0,1-0,15, и последующее определение пластичности, в качестве второго валка используют овальный цилиндрический валок, величина большой оси сечения которого равна диаметру кругового цилиндрического валка, а величина малой оси определяется согласно зависимости:

В-0-2Н где D — диаметр кругового цилиндрического валка;

Н вЂ” высота образца, при этом длина образца составляет 0,3750,450 периметра овального цилиндрического валка.

На чертеже представлен комплект валков для осуществления предлагаемого способа.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

10 В начале изготавливают образец в форме прямоугольного параллелепипеда и подбирают комплект валков такйм образом, чтобы отношение высоты образца к диаметру цилиндрического кругового валка было в пределах 0,1-0,15, что соответствует производительным процессам прокатки и позволяет получать сопоставимые с реальными показатели пластичности. Длина образца должна составлять 0,375-0,450 от периметке не обеспечивается получение достаточных по величине вйешних зон и получение полного набора деформации, Выбор же длины образца величиной более 0.45 от периметра. овала валка нецелесообразен в связи с тем, что не оказывает влияния на точность и достоверность оценки пластичности.

Прокатка образца 1 с исходной величиной Н осуществляется в паре валков, состо30 ящей из валка 2 цилиндрической круговой формы с диаметром 0 и валка 3, выполненного с поперечном сечением в форме овала.

Большая ось овала равна по величине диа35 метру цилиндрического кругового валка, а величина малой оси (В) определяется из соотношения: B=D-2Í. Выполнение валков с такими размерами обеспечивает получение полного набора йакопленных деформаций до разрушения, независимо от того, в какой момент задается образец в валки

Для выполнения испытаний на пластичность металлов и сплавов оба валка приводятся во вращение со скоростью, которая

45 соответствует достижению скорости деформации металла, близкой к скорости деформации металла в реальных условиях прокатки. Чистота обработки поверхности валков также должна соответствовать чис50 тоте обработки валков, используемых в производстве. Поскольку металлы или сплавы испытываются на пластичность преимущественно в литом состоянии, то они подвергаются только горячей прокатке. Поэтому перед испытанием образцы нагревают до рекомендуемой температуры с соответствующей продолжительностью. Нагретые образцы торцом задаются во вращающиеся валки с легким прижатием металла к валкам, 55

20 ра овала валка. Если длина образца менее

0,375 периметра овала валка, то при прокат1784290

В случае, если в момент задачи образца между валками имеется предварительнО установленный минимальный зазор, соответствующий максимальному обжатию образца при вертикальном положении 5 большой оси овального валка, то захват металла валками может и не произойти и возникает скольжение металла по валкам вплоть до достижения максимальнОго зазора между валками, равного исходной тол- 10 щине образца, или несколько раньше, и произойдет захват. В результате образец будет прокатан. имея переменную по длине толщину, соответствующую изменению обжатия от минимального до максимального 15 значения, где возникает седловина, поскольку толщина образца начинает вновь возрастать при выходе из вертикального,положения большой оси овального валка. Такой характер деформирования образцов по 20 длине обеспечивает в области высоких обжатий, где могут возникнуть нарушения сплошности металла, условия установившегося процесса прокатки с наличием передней и задней внешней зоны у очага 25 деформации, что более близко соответству-. ет условиям реального- производственного: процесса прокатки.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет вести прокатку испытуемых образ- 30 цов в обычном цикле без применения специальных устройств, обеспечивающих задачу образцов в определенный момент вращения валков,.

Далее определяют показатель пластич- 35 ности материала, которым является степень деформации. а критерием — начало нарушения сплошности образца.

Для этого визуальчо определяют место появления первой трещины на боковой по- 40 верхности образцов, измеряют высоту образца в том сечении и рассчитывают показатель пластичности по формуле: н — н

Н 45 .где Н р- высота образца в сечении с первой трещиной.

При усовершенствовании технологического процесса изготовления катанки Йз сплавов на основе никеля необходимо было 50 уточнить максимально допустимую стейейь обжатия. Были изготовлены образцы и комплект валков согласно предлагаемому способу.. Затем производили прокатку образцов до появления первой боковой тре- 55 щины и определяли показатель пластичности. Для сравнения предлагаемого способа определения пластичности с известным бы- ., ли прокатаны образцы из тех же сплавов по известной методике прокатк. на клин, Данные испытания представлены в таблице.

Периметр овала валка определяли из зависимости:

1 =П (1,5 — ).

Среднеарифметическое значение показателя пластичности находили из зависимости: х

Хср= „ ,@ n где п — число испытаний (в нашем случае п=5).

Среднее квадратическое отклонение находили из зависимости:

Анализируя данные таблицы можно заметить, что точность определения величины степени деформации до разрушения при использованииовального валка вйше, чем при использовании прокатки на клин, В частности, величина среднего квадратичного отклонения уменьшается в 1,8-2,2 раза. Более точное значение величины пластичности до разрушения позволило интенсифицировать процесс получения катанки иэ указанных сплавов. Так, например, разработана технология изготовления катанки диаметром 7,2 мм с применением процесса горячеи прокатки с более полным использованием пластичности металла.

Кроме того, предлагаемый способ ме.нее трудоемкий, чем способ прокатки на клин, так как не требует специальных уст ройств для задачи образцов s валки в определенный момент их вращения.

Формула изобретения

Способ исследования пластичности при прокатке, включающий прокатку образца в форме прямоугольного параллелепипеда в двух прокатных валках, один из которых круговой цилиндрический„. при отношении высоты образца к диаметру данного валка

0,1-0,15, и последующее определение пластичности, отл ич а ю щийс я тем,что, с целью снижения трудоемкости и повышения точности, в качестве другого валка ис- . пользуют овальный цилиндрический валок, величина большой оси сечения которого равна диаметру кругового цилиндрического валка, а величину малой оси определяют согласно зависимости:

B=D-2Н, где  — величина малой оси, 0 — диаметр кругового цилиндрического валка, Н вЂ” высота образца, при этом длина образца составляет 0,375-0,450 периметра

Овального цилиндрического валка, 1784290

Прииечание

Дна нет р цнлиндричес. валка, D мм

Показатели пластичности, Е

Периметр овала валка, L, мм исо- Длина та об- образ резца ца, Н,им 1, им

Капая ось овала

Ь,мм

Наименование исследуемого сплава

L среднее квадратическое отклонение среднеарифметическое значение

ННРа. 14 125

28-01

10Е 3Е4,5 о,325

136

Темпера" тура 850 С

Определить не удалось из-за отсутствия полного набора обиатий

0,41 0,06

0,41 О, 058

0,42 0,060

0,42 0,061

0,41 0,060

Определить не удалось из-за отсутствия полного мабора обяатия

0,397 0,051

Прокатка по предлагаемому способу

108 384,5

1С8 384,5

1оЕ 3Е4 5

108 384,5

1оЕ 384,5

158 562

136

136

136

136

136

200

14 144

14 145

14 15v

14 170

14 173

21 135

0,375

0,377

0,400

0,442

0,450

0,240

158 562

158 5й2

0,400

0,400

21 225

35 225

200

Ксследовать образец не удалось из-за пробуксовки валков

15 225

200 . 158 562 0,400

Спределить не уда» лось из-за узкой зоны деформации

0,11 0,039

0,44 0,113

108 384;5 О,377

14 145

200

136

136

Нрз 0,4

НРз

28-01

HPs 0,4

Прокатка ив ююн о,16 о,о86

136

200

Составитель А. Буланов

Техред М,Моргентал Корректор П, Гереши

Редактор А.Тычина

Заказ 4331 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр411тиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101