Иттрий находится в одной группе с лантаном и по своим химическим свойствам близок к лантану, поэтому иттрий относят к редким землям. Иттрий при введении в глубокораскисленный металл измельчает первичное литое зерно, уменьшает зону дентдритообразования, очищает границы зерна от интер-металлидов цветных металлов, измельчает размеры неметаллических включений, повышает жаростойкость и жаропрочность сталей специального назначения. Оптимальная присадка иттрия в металле не превышает 0,3-0,5 %. Комплексное взаимодействие иттрия с кислородом в присутствии в металле остаточных концентраций алюминия, кальция и магния совершенно не изучено. Выполнено термодинамическое моделирование процессов раскисления стали иттрием в присутствии малых концентраций алюминия, кальция или магния. Построены поверхности растворимости компонентов в жидкой стали (ПРКМ) для систем Fe-Y-Al-O-C, Fe-Y-Ca-O-C, Fe-Y-Mg-O-C. Для проведения расчетов определены возможные фазовые равновесия, проведено взаимосогласование зависимостей констант равновесия от температуры, определены энергетические параметры теории субрегулярных ионных растворов применительно к оксидным системам. Из вида ПРКМ следует, что в присутствии кальция и алюминия в стали раскисление иттрием будет проходить как комплексное. В продуктах раскисления будут появляться сложные по фазовому составу оксидные соединения на базе CaO, Al2O3 и Y2O3. В случае раскисления стали иттрием и магнием процесс будет носить альтернативный характер: либо раскислитель иттрий, либо магний.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
2016. — Выпуск 2
Содержание:
Показана возможность сорбционного извлечения соединений ванадия из кислых сред на высокоразвитой поверхности активированного древесного угля, модифицированного катионными ПАВ. Установлено, что сорбируются преимущественно полиоксосоединения ванадия. Доказано, что сорбционному извлечению ванадия из водного раствора не мешают ионы меди, никеля, железа, кальция, магния, натрия и калия. Наилучшие показатели сорбции ванадия на модифицированном углеродсодержащем сорбенте достигаются в диапазоне рН от 2 до 4, то есть в кислой области. При данных значениях рН гидроксиды других металлов еще не начинают осаждаться, что позволяет получить чистый продукт. Уменьшение сорбции ванадия при увеличении рН среды связано с тем, что полианионы ванадия, которым соответствуют поликислоты состава: Н^4Оп, Н^10О28, H4V6O17, распадаются на анионы, которым соответствуют кислоты состава: ^V2O7, HVO3, H3VO4. Таким образом, на один сорбционный центр улавливается анион, содержащий меньшее количество атомов ванадия. Заполнение поверхности сорбента соединениями ванадия идет по типу сорбции Ленгмюра, что позволяет провести термодинамическое описание процесса и определить основные энергетические составляющие. Термодинамические исследования показали, что извлечение ванадия сводится к физической адсорбции полиоанионов на положительно заряженной поверхности древесного угля (степень извлечения составляет 84 %). Вывод о физической адсорбции сделан исходя из того, что AG реакции с увеличением температуры уменьшается, а тепловой эффект реакции не превышает 13 кДж/моль. Дополнительно продукты обжига насыщенного сорбента исследованы при помощи рентгенофазового анализа. На рентгенограмме обнаружены фазы оксида ванадия V2O5 и сложного оксида на основе оксида ванадия и оксида марганца состава MnO-V2O5. Таким образом, конечный продукт обжига насыщенного сорбента - пентоксид ванадия с примесями марганца. Если проводить обжиг насыщенного сорбента совместно с восстановителем, то можно получить металлический ванадий. При этом степень чистоты конечных продуктов составляет порядка 99 %.
Ключевые слова
Изучены температурные зависимости кинематической вязкости природнолегированного чугуна в жидком состоянии. Установлены температуры, нагрев до которых переводит расплав в гомогенное состояние. Политерма имеет сложный характер, свидетельствующий о наличии нескольких этапов структурных превращений. Установлено, что температура максимального нагрева расплава в ходе опыта существенно влияет на вид гистерезиса политерм. На основании квазихимической модели микронеоднородного строения расплава предложено физическое обоснование происходящих при нагреве и охлаждении жидкого металла превращений. Полученные результаты использованы при получении порошка природнолегированного чугуна. Проведены опытные плавки, в которых жидкий металл нагревали выше и ниже интервала его структурных перестроек. Кроме этого варьировали температуру распыления жидкого металла азотом. Изучено влияние условий плавки природнолегированного чугуна на содержание кислорода в полученном порошке. Исследования методом вакуум-плавления на установке «O-N-mat 822» показали, что процесс выделения кислорода из частиц порошка носит сложный характер. Установлено, что содержание кислорода в порошке чугуна зависит от размера частиц и условий подготовки расплава к диспергированию. Формирование в ходе плавки гомогенного состояния приводит к снижению концентрации кислорода в порошке и изменению спектра его выделения. Оказывается, что в таком расплаве кислород находится в твердом растворе или связан в оксиды железа.
Ключевые слова
Представлены результаты выращивания монокристаллов, исследования кристаллической структуры и магнитных свойств частично замещенного марганцем гексаферрита бария состава BaFe12-xMnxO19. Монокристаллы были выращены из раствора на основе Na2O методом спонтанной кристаллизации на воздухе с применением резистивной печи с прецизионным ПИД регулятором. Были получены черные непрозрачные гексагонально ограненные кристаллы BaFe12-xMnxO19 со степенью замещения х = 1,5 размером до 8 мм. Полученные кристаллы исследовали с помощью растровой электронной микроскопии (Jeol JSM7001F с энергодисперсионным спектрометром Oxford INCA X-max 80 для элементного анализа); порошковой дифрактометрии (Rigaku Ultima IV; измерения проводили в диапазоне углов от 10 до 80° со скоростью до 2 °/мин с использованием излучения CuKa); дифференциального термического анализа (Netzsch 449C Jupiter; образцы в платиновом тигле нагревали на воздухе со скоростью 2 °С/мин от 25 до 600 °C; температуры Кюри определяли как среднее арифметическое температур пиков плавления и кристаллизации); магнитометрии (Quantum Design, MPMS XL). По полученным дифрактограммам были рассчитаны параметры решетки. Так, для состава BaFe10,5Mn15O19 параметры решетки равны a = 5,8946(2) A, c = 23,1870(6) А, V = 697,73(3) А3. Проведена оценка влияния марганца на значение температуры Кюри. Для степени замещения 1,5 установлено снижение от 455 до 380 °C. По полученным петлям гистерезиса рассчитаны значения намагниченности насыщения и коэрцитивной силы. Для монокристаллических образцов состава BaFe10,5Mn1,5O19 намагниченность насыщения составила 237,3 кА/м, коэрцитивная сила - 1 Э при комнатной температуре.
Ключевые слова
Представлены результаты эксперимента по получению гексаферрита стронция SrFe12O19 из раствора методом спонтанной кристаллизации на воздухе с применением резистивной печи с прецизионным ПИД регулятором. В качестве основных материалов были применены оксид железа Fe2O3 и карбонат стронция SrCO3. В качестве растворителя использован расплав карбоната натрия Na2CO3. В результате серии экспериментов получены черные непрозрачные гексагонально ограненные кристаллы размером 2-5 мм и порошки SrFe12O19. Рентгенографическое исследование проводили в диапазоне углов 20 от 10 до 90° со скоростью 1°/мин на порошковом рентгеновском дифрактометре Rigaku Ultima IV. Рентгенограммы полученных образцов монокристаллов совпадают с рентгенограммами гексаферрита бария из базы данных. По полученным дифрактограммам были рассчитаны параметры кристаллической решетки: а = 5,8832(4) А, с = 23,0361(14) А, V = 690,51(6) А3. Эти данные согласуются с литературными источниками. Проведено рентгенографическое исследование закристаллизовавшегося раствора, по результатам которого установлены дополнительные фазы. Исследование полученных кристаллов при помощи электронного микроскопа Jeol JSM-7001F с энергодисперсионным рентгенофлуоресцентным спектрометром Oxford INCA X-max 80 выявило равномерное распределение ионов железа и стронция. Картирование показало, что монокристаллы являются однофазными и содержат ионы кислорода, железа и стронция.
Ключевые слова
Комплекс негативных воздействий водорода на металл называют водородной деградацией. Процессы водородной деградации существенно зависят от особенностей диффузии и растворимости водорода в конкретных материалах. Многие промышленные изделия при изготовлении сохраняют существенные остаточные напряжения (сварные трубы, сварные швы, несущие балки). В этом случае особую ценность для прогнозирования процессов деградации имеют зависимости растворимости и коэффициента диффузии водорода от температуры образца и напряжений, приложенных к образцу. В этой работе мы приводим результаты тестирования потенциалов Картер на воспроизведение основных энергетических характеристик, хорошо изученных методами первопринципного моделирования, а именно: энергии растворения водорода и величины диффузионных барьеров. После этого приводятся результаты исследования зависимости энергии растворения атомов водорода от величины двухосной деформации. Особый интерес представляет вопрос о воспроизведении потенциалом Картер перескока водорода из тетраэдрических пор в октаэдрические поры ОЦК-железа под действием двухосных деформаций. Результаты моделирования сопоставляются с аналогичными результатами, представленными в соответствующих статьях и хорошо согласуются с результатами расчета из первых принципов. Потенциал B воспроизводит переход водорода из тетрапор в октапоры под действием двухосных напряжений.
Ключевые слова
Методом ориентационной микроскопии, основанном на дифракции обратно рассеянных электронов, исследовалась текстурная наследственность в образцах малоуглеродистой низколегированной трубной стали типа 06Г2МБ со структурой, сформированной в результате контролируемой термомеханической обработки. Образцы подвергались термообработкам, включающим двойную фазовую перекристаллизацию, с целью получения структур различного типа, таких как: мартенсит, нижний бейнит, верхний бейнит. Конечная текстура всех образцов независимо от обработки в основном повторяла их исходную текстуру, приобретенную в процессе контролируемой термомеханической обработки: две сильно выраженные ориентировки, близкие к {112} <110>, и ориентировка, близкая к (001) [110]. Отмечено, что средний размер областей с однородными кристаллографическими ориентировками, приобретенными образцами стали в результате контролируемой термомеханической обработки, также «сохранялся» в результате термической обработки. Было предположено, что механизм текстурной наследственности может быть реализован через воспроизводство специальных разориентаций - специальных границ S3 и Z11. Данные специальные раз-ориентации формировались между стабильными ориентировками аустенитных зерен в процессе горячей прокатки при контролируемой термомеханической обработке.
Ключевые слова
Разработан и использован в данном исследовании простой геометрический метод анализа картины дифракции рентгеновских лучей на кристаллах с произвольной атомной решёткой, содержащих дефекты упаковки и тонкие пластины микродвойников. Представленная теория дифракции учитывает эффект изменения межплоскостного расстояния вдоль линии пересечения рассматриваемой плоскости с дефектом упаковки или микродвойником. Такой подход существенно упрощает анализ дифракционных эффектов и их суммирование при переходе к поликристаллическим объектам. Подробно изучены размеры микродвойников и истинных блоков мартенситных кристаллов сплавов Fe-Ni, содержащих от 10 до 33 % Ni. При этом обнаружилось совпадение данных о толщинах микродвойников, полученных из дифракционного анализа и посредством электронной микроскопии. Предложена модель дефекта упаковки в плоскости (001) цементита, рассмотрена теория дифракции и приведены результаты определения концентрации дефектов упаковки по анизотропии уширения рентгеновских дифракционных максимумов. Рассмотренную теорию можно использовать для анализа экспериментальных картин дифракции, а также для дальнейшего развития методов дифракционных исследований структуры металлов и сплавов.
Ключевые слова
На сегодняшний день существует множество способов интенсивного пластического деформирования (ИПД) металлов. Часть из них изучена в достаточной мере, другая - только начинает входить в круг интересов исследователей. У каждого из них есть положительные и отрицательные черты. При этом все они без исключения имеют ряд особенностей, в том числе формирование высокодефектной структуры металла. Отслеживание течения металла и образования различных дефектов на стадии подготовки к физическому эксперименту позволяет предупредить возможное появление некоторых из них, что положительно сказывается на качестве полученных образцов. В работе приведены результаты математического моделирования с помощью программного продукта Deform с оценкой формирования дефектов макроструктуры в течение всего процесса получения заготовки. Проведен анализ течения металла с целью определения причин возникновения дефектов. Для подтверждения корректности построенной модели приведены результаты натурного эксперимента, полностью соответствующего моделируемому. Анализ полученных результатов говорит о высокой сходимости результатов математического моделирования и физического эксперимента, что подтверждает возможность использования программных продуктов в качестве инструмента научных исследований.
Ключевые слова
Целью работы является анализ напряженно-деформированного состояния при прокатке в черновой группе клетей непрерывного стана Mannesmann Demag Sack. Вычислительный эксперимент включал применение программного комплекса DEFORM, а в качестве способа решения применен метод конечных элементов. Проанализированы формоизменение заготовки, распределение степени и скорости деформации, а также продольных напряжений. В четвертом проходе прокатки зоны повышенной степени деформации (до 1,00 и выше) расположены по дугам окружности, примыкающим к месту развала калибра. Наибольшая скорость деформации (до 145 с-1) также достигается на входе в очаг деформации, непосредственно под валками. Установлено, что во всех проходах черновой прокатки наибольшие деформации локализованы на выходе из очага деформации ближе к периферийным зонам. Наибольшие скорости деформации в каждом из исследованных проходов наблюдаются на входе в очаг деформации в приконтактных зонах. Наибольшие продольные растягивающие напряжения наблюдаются на входе и выходе из очага деформации во внеконтактных зонах. При этом выявлено возникновение на свободных поверхностях больших растягивающих напряжений при прокатке прямоугольной заготовки в овальном калибре, что может привести к раскрытию трещин, унаследованных от литейного передела.
Ключевые слова
Разработаны математические зависимости по описанию основных геометрических параметров очага деформации при винтовой прошивке на двухвалковых станах. Полученные выражения учитывают искажение очага деформации в любом поперечном сечении, вызванное разворотом валков прошивного стана на угол подачи, и могут применяться для математического описания двухвалковых станов винтовой прокатки с грибовидными и бочковидными валками, работающих на повышенных углах подачи. Для достаточно точного математического описания геометрических параметров очага деформации предложены зависимости, которые позволяют определить расстояния от оси прокатки до поверхности валков в любом поперечном сечении очага деформации. Расстояние от оси прокатки до поверхности валков определенно при допущении: изменение радиуса валка в его основной меридиональной плоскости незначительное. Сравнение полученных математических зависимостей с твердотельным моделированием, основанным на поверхностном моделировании с граничным представлением твердых тел и реализованном в САD программе КОМПАС-3D, показало хорошую сходимость и правомочность принятого допущения. На основе полученных выражений разработана методика по определению основных настроечных параметров процесса винтовой прошивки: расстояние между валками в пережиме валков; выдвижение оправки за пережим валков; обжатие перед носком оправки; расстояние от захвата заготовки валками до носка оправки. Разработанные математические зависимости пригодны также для разработки калибровок прокатного инструмента прошивных станов (оправок и валков) и для проведения анализа по схеме деформирования при процессе винтовой прошивки.
Ключевые слова
Ввиду того, что резервы направления повышения частных обжатий и сокращения количества циклов в основном исчерпаны, приведен пример технического решения по совершенствованию косовалковой прошивки на основе минимизации частных обжатий при увеличении количества циклов частных обжатий - прошивка профилированной трубной заготовки с волнообразным профилем. Преимуществами данной технологии являются уменьшение уровня деформации в осевой зоне заготовки и уменьшение вероятности появления осевого разрушения. Наиболее эффективным способом получения профилированной трубной заготовки является нанесение профиля на трехвалковом обжимном стане в линии трубопрокатного агрегата. Для получения на поверхности заготовки волнообразного профиля необходима специальная калибровка рабочих валков трехвалкового обжимного стана, процесс проектирования которой рассмотрен в данной статье. Три валка предложенной калибровки образуют калибр, состоящий из входного участка, обеспечивающего надежный захват заготовки, рабочего участка с профилирующими гребнями, обеспечивающими нанесение волнообразного профиля, и выходного участка. Процесс профилирования может протекать только в случае равенства длины периода профиля шагу подачи заготовки на выходе из обжимного стана. Также необходимо учитывать отношение длины периода профиля к высоте гребня, так как на поверхности гильзы после прошивки при низком значении отношения могут образоваться закаты металла, а при высоком - эффективность профилирования резко снижается. Гребни на рабочем участке валков смещены в направлении прокатки на величину, кратную количеству валов, то есть для трехвалкового стана смещение составит 1/3 от длины периода профиля. По результатам проектирования калибровки валков было проведено компьютерное моделирование профилирования заготовки на обжимном стане в среде Q-FORM с положительными результатами.
Ключевые слова
Представлено решение задачи об определении контактных давлений и усилий прокатки в универсальном калибре на основе использования физических уравнений связи напряженного и деформированного состояния металла в очаге деформации. Для определения напряженного и деформированного состояния металла при прокатке двутаврового профиля в универсальном четырехвалковом калибре была поставлена и решена задача с применением вариационного принципа минимума полной мощности. При этом деформация шейки и фланцев рассматривалась как прокатка прямоугольных полос на гладкой бочке валков, причем принималось, что обжатие фланцев происходит только со стороны вертикального валка. По результатам решения такой задачи с использованием известных положений механики были определены компоненты тензора скорости деформации и интенсивность деформации сдвига. Разработан новый теоретический метод расчета контактных давлений и усилий прокатки при прокатке двутавровых профилей в универсальном балочном калибре. Достоверность метода подтверждена результатами экспериментальной проверки. Разработанный метод определения контактных давлений и сил прокатки реализован в виде программ расчетов на персональном компьютере с использованием вычислительного пакета Mathcad. С целью экспериментальной проверки этого метода проведены расчеты для условий прокатки двутавровых профилей № 35Б1, 40К2 и 45Б2 из стали 15ХСНД на универсальном балочном стане ОАО «НТМК». Полученные расчетные данные сравнивались с результатами экспериментальных исследований; среднестатистическая погрешность расчетов составляет 6,4 %.
Ключевые слова
Рассмотрена идея реализации знакопеременной деформации при ковке литых слитков и определена рациональная форма ковочного инструмента. Представлены результаты анализа деформированного состояния металла при осадке в бойках с рельефной поверхностью, а также в гладких бойках (на втором этапе деформирования). Использование нового инструмента обеспечивает в первых проходах проработку структуры металла путем дополнительной знакопеременной деформации без существенного изменения формы поперечного сечения заготовки. Знакопеременная деформация способствует увеличению накопленной деформации без изменения формы поперечного сечения заготовки, стимулирует образование полигонизованной субзеренной структуры и повышение дисперсности зеренной структуры. Представлены результаты анализа деформированного состояния металла при ковке рельефными и плоскими бойками. Для оценки неравномерности деформации по высоте слитка выполнен расчет накопленной степени деформации частицами в очаге деформации для шести точек по высоте в сечении углубления на бойке. Накопленная степень деформации для конкретной частицы определяется из решения задачи с помощью программы Deform для плоско-деформированного состояния в изотермических условиях. В при-контактных слоях деформация минимальна, так как имеются зоны затрудненной деформации (зоны прилипания), протяженность которых по мере продвижения вглубь металла уменьшаются; в начале пластической деформации возникает свободная поверхность - поверхность, не находящаяся под рабочим инструментом. Найдены способы управления технологическим процессом ковки с целью повышения однородности деформированного состояния по сечению слитка, стимулирование образования полигонизованной субструктуры во время обжатия и ультрадисперсной структуры после метадинамической рекристаллизации во время паузы.
Ключевые слова
Разработана методика проведения металлографических исследований и коррозионных испытаний оцинкованных труб и профилей. В ходе работы исследована зона сварного соединения труб и профилей произведенных из оцинкованного рулонного проката сваркой токами высокой частоты (ТВЧ) на непрерывном трубо-электросварочном агрегате. Определен общий характер и степень повреждения антикоррозионного покрытия в зоне сварного соединения. Установлено, что характер повреждения во всех исследованных образцах одинаков, степень повреждения по ширине и глубине покрытия различна и зависит от режима сварки. На наружной поверхности в большинстве случаев дополнительное цинковое покрытие деформируется и утоняется в результате калибрования-профилирования. Проведены коррозионные испытания с использованием методов ускоренных испытаний. Оценено влияние степени разрушения покрытия в зоне сварного соединения на коррозионную стойкость. Выполнен сравнительный анализ коррозионной стойкости области поврежденного покрытия сварного соединения и стойкости основного покрытия основного металла трубы. Оценена коррозионная стойкость сварных соединений труб и профилей разных сплавов цинкового покрытия. Область повреждения цинкового покрытия в зоне сварного соединения является очагом развития коррозии основного металла. В определенных условиях коррозионная стойкость различна и зависит от степени разрушения покрытия. Чем шире и глубже область поврежденного покрытия, превышающим действие анодной защиты, тем больше очагов коррозии основного металла.
Ключевые слова
Проведен анализ научной литературы, рассмотрены основные механизмы износа пресс-форм для холодного прессования порошков и представлены прогрессивные способы упрочнения рабочего инструмента для прессования труднодеформируемых композиционных материалов. На основе литературного обзора отечественной и зарубежной научной литературы и экспериментальных данных, полученных в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, предложены детонационное напыление и холодное газодинамическое напыление покрытий как способы повышения износостойкости и прочности пресс-форм. Кроме того, приведен технологический процесс детонационного напыления покрытия при помощи разработанного в России автоматизированного комплекса CCDS2000, а также представлено сравнение холодного газодинамического напыления с другими известными способами нанесения покрытий. Авторы раскрывают основную проблему нанесения покрытий детонационным и холодным газодинамическим методами на рабочий инструмент для прессования порошковых материалов, а также главные факторы, от которых зависят качественные характеристики покрытия. Затронутая тема актуальна для науки и многих отраслей промышленности, так как повышение износостойкости, прочности и срока службы инструментальной оснастки позволяет сократить расходы предприятия и снизить время на обслуживание технологического оборудования.
Ключевые слова
К сварным конструкциям наряду с обеспечением заданной прочности предъявляют требования по уменьшению количества наплавленного металла. В этой связи практический интерес представляют сварные соединения с конструктивным непроваром. Недостаток таких соединений - высокая концентрация напряжений в вершине непровара. Для соединений высокопрочных сталей непровар опасен с точки зрения возникновения хрупких и квазихрупких разрушений при низких уровнях прикладываемых нагрузок. Для повышения сопротивляемости разрушению высокопрочных сталей с непроварами предлагается выполнять корень шва пластичными (мягкими), а остальную часть высокопрочными (твёрдыми) электродами. В настоящей работе представлены результаты исследования напряжённо-деформированного состояния и сопротивляемости разрушению механически неоднородных угловых сварных соединений и влиянию на них геометрических параметров разделки кромок и соотношения механических свойств твёрдого и мягкого металлов шва. Исследование напряжённо-деформированного состояния выполняли методом конечных элементов (МКЭ). МКЭ-расчёты и эксперименты на реальных сварных соединениях показали, что применение композитных швов при изготовлении угловых сварных соединений высокопрочных сталей с непроварами позволяет повысить их несущую способность при одновременной экономии дорогостоящих аустенитных электродов.
Ключевые слова
При конструировании регенераторов и огнеупорного ограждения металлургических агрегатов для решения вопроса энерго- и ресурсосбережения большое значение имеют аккумуляционные процессы. В область рассмотрения попадают все регенеративные теплообменники, процессы тепловой обработки различных материалов - отжиг нерудных материалов, термообработка слоя металлоизделий, подогрев скрапа перед загрузкой в сталеплавильный агрегат. В работе представлены в обобщенном виде решения уравнения теплопроводности тел трех канонических форм: безграничной пластины, неограниченного цилиндра и шара, для которых приведены основные характерные параметры расчета теплового режима. Определены условия сходимости ряда, представляющего решение для температурного поля тел, и безразмерное время наступления регулярного режима, на основе чего предложена номограмма для определения количества аккумулированной теплоты. Также предложены аппроксимации для определения критических чисел подобия с учетом формы тела и его термической массивности. Рассмотрен один вариант практического применения предложенной номограммы.
Ключевые слова
Уменьшение изнашиваемости валков - важный резерв совершенствования прокатного производства. В настоящее время при прокатке на стане НШПС-1700 АО «АрселорМиттал Темиртау» металла всех назначений в клетях чистовой группы № 6-8 используются рабочие валки исполнения Hi-Cr, а в клетях № 9-12 - валки исполнения ICDP. При помощи прибора ИД 05009 определяли исходный и изношенный профили валков. Измерения производили после перевалок валков, после их остывания, непосредственно перед шлифованием. Точность измерений составляла ±0,01 мм. Фиксировали количество и сортамент прокатанного на валках металла, марки сталей, диаметры валков, их химический состав и твердость. В целом в работе проведена оценка изнашиваемости рабочих валков чистовой группы НШПС-1700 с использованием геометрического, кинематического и энергетического показателей изнашиваемости. Энергетический показатель изнашиваемости универсален, так как учитывает уменьшение размера тела от единицы работы сил трения на единице поверхности валка. Кинематический показатель изнашиваемости учитывает уменьшение радиуса валка относительно единицы пути трения поверхности валка. Изменение геометрических показателей изнашиваемости валков с одинаковыми свойствами на различных клетях говорит о необходимости более полного учета технологических факторов, которые учитывались при расчете кинематического и энергетического показателей.
Ключевые слова
Обоснована задача исследования полей остаточных напряжений в особотонкостенных трубах из нержавеющей стали после волочения. Представлены результаты моделирования процесса финишного ко-роткооправочного волочения и волочения раздачей на конической оправке холоднокатаных труб из стали ЭИ847 для оболочек ТВЭЛ атомных реакторов. Проведен сравнительный анализ точности размеров труб, полученных на производстве и при моделировании. Различия в значениях диаметров и толщин стенок труб получены в пределах допусков в соответствии с ТУ 14-159-293-2005, что свидетельствует о правильности математической модели. Получены распределения остаточных напряжений по стенке труб для случая волочения на короткой оправке и случая волочения раздачей. Показана целесообразность применения волочения раздачей на финишной стадии производства труб из коррозионностойких нержавеющих сталей. Рассмотрена одна из технологических особенностей волочения раздачей, заключающаяся в том, что в процессе протягивания оправки через трубу напряжения в очаге деформации в сумме с усилием волочения обеспечивают небольшое пластическое растяжение трубы после схода с оправки. Этот факт гарантирует прямолинейность изготовленной таким методом трубы. Показано, что волочение раздачей на конической оправке в последнем проходе обеспечивает благоприятное распределение остаточных напряжений по стенке трубы и может быть рекомендовано для повышения стойкости коррозионностойких труб, применяемых в атомной энергетике. Определены перспективы технологии, обеспечивающей уход от финишной холодной правки труб, которая, как показано, может приводить к низкому качеству поверхности, а также искажению полей остаточных напряжений в стенке труб.
Ключевые слова
В настоящее время с повышением спроса на металлопродукцию все более жесткие требования предъявляются к качеству горячекатаного проката. Одним из важных критериев качества готового проката является поперечный профиль. В настоящее время существует ряд перспективных методов регулирования поперечного профиля. Одной из таких технологий является применение осевой сдвижки рабочих валков в клетях CVC. Поперечный профиль полосы формируется в чистовых клетях стана горячей прокатки в процессе обжатия валками, поэтому получение требуемого профиля во многом зависит от точности исполнения профилировки рабочих валков, а также работы системы автоматического управления профилем и плоскостностью (PFC). На работу системы PFC влияет множество факторов, одним из которых является тепловой профиль валка, изменяющий форму межвалкового зазора в процессе прокатки, а, следовательно, влияющий на поперечный профиль горячекатаных полос. Для учета этого влияния необходимо понимать особенности теплового состояния прокатных валков. Представлены результаты исследования изменения температуры валка после вывалки из клети, проведенного в условиях действующего производства. Данные, полученные на основе результатов математического моделирования и экспериментального исследования, позволили получить регрессионные уравнения, определяющие в любой момент времени после вывалки из клети разность температуры по длине бочки валка. Регрессионные зависимости в дальнейшем могут найти применение в оптимизации алгоритма начальной настройки стана в части корректировки положения осевой сдвижки рабочих валков в зависимости от остаточной температуры валков на момент завалки.
Ключевые слова
При разработке инструмента большое внимание уделяется экспериментальным методам поиска оптимальных решений. Аналитическое прогнозирование износостойкости, прочности кругов в настоящее время не обеспечивает достоверного результата. В этой связи совершенствование методов контроля физико-механических параметров композиционных материалов и изготовленных из них шлифовальных кругов имеет актуальное значение. Коэффициент шлифования, скорость резания и скорость износа абразивных кругов зависят как от качества и характеристик упруго-вязкой абразивной смеси, из которой сделан круг, так и от условий его эксплуатации. Для установления зависимости эксплуатационных свойств круга от качества многокомпозиционной упруго-вязкой абразивной смеси необходима регламентация условий испытания (режимов шлифования), которую не обеспечивают известные методы испытания. Разработана методика оперативной оценки динамики изменения служебных свойств абразивных кругов по мере их эксплуатации. Установлено, что по мере эксплуатации служебные свойства круга снижаются в результате уменьшения отношения окружной скорости круга к скорости радиальной подачи. Информация, которую позволяет получить предлагаемая методика испытания кругов, может быть использована в качестве основы при принятии решений по совершенствованию композиционной абразивной массы круга и для проектирования режимов шлифования.