№61-13

Визначення реологічної подоби свинцю та сталей для плоскої гарячої прокатки

В.В. Кухар1, О.Г. Курпе1

1ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», Маріуполь, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2020, 61:153-162

https://doi.org/10.33271/crpnmu/61.153

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Пошук умов та марок сталі різноманітного призначення, в тому числі тих, які виробляються способом термомеханічної прокатки, властивостям яких відповідає свинець як матеріал-аналог, для використання його в подальшому фізичному моделюванні.

Методика дослідження. У роботі, шляхом осадження, в лабораторних умовах, виконано дослідження властивості свинцевих зразків при ступеню деформації від 0,1 відн. од. до 0,54 відн. од. По результатах експерименту визначено параметри зразків  та розраховано значення істинного опору деформації. Виконано порівняльний аналіз властивостей та встановлено перелік марок сталі (сплаву) – аналогів, та умови (температура деформації 1200 ℃, швидкості деформації 1 c-1, ступінь деформації від 0,1 відн. од. до 0,54 відн. од.),при яких вони є наближеними до властивостей свинцю.

Результати досліджень. Отримано поліноміальні залежності істинного опору деформації від ступеня деформації для свинцю, а також для сплаву 0Х18МФТ та марок сталі – аналогів 15Х25Т, DD11, 65Г, Х80, Х70, Ст3сп, з відповідною величиною вірогідності апроксимації від 0,992 до 0,998. Розраховано коефіцієнти пропорційності за допомогою яких результати подальших експериментів з прокатки свинцевих зразків можна перерахувати на відповідну марку сталі(сплав) – аналог.

Наукова новизна. Вперше виконано розширення можливостей для фізичного моделювання в межах температур від 1200 ℃ до 1000 ℃, які відповідають більшості режимів обробки сучасних марок сталі при чорновій прокатці, шляхом введення коефіцієнту змінення істинного опору деформації  та розробки залежностей для розрахунку по кожній марки сталі (сплаву) – аналогу.

Практичне значення. Перевірку отриманих результатів виконано на фактичних даних по результатах чорнової прокатки товстих листів на стані 3600 МК «АЗОВСТАЛЬ» з кінцевими розмірами 17,5×3268×12200 мм зі сталі марки Х70. При порівнянні фактичних даних з даними розрахованими на підставі отриманих коефіцієнтів пропорційності та коефіцієнтів змінення істинного опору деформації, середня похибка становить 11,6 %, що дозволяє використовувати отримані дані для подальшого фізичного моделювання процесів гарячої прокатки.

Ключові слова: фізичне моделювання, коефіцієнт пропорційності, істинний опір деформації, гаряча прокатка, марки сталі.

Перелік посилань:

  1. Kim, J., Lee, J., & Hwang, S. M. (2009). An analytical model for the prediction of strip temperatures in hot strip rolling. International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(7–8), 1864–1874.
    https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.10.013
  2. Kurpe, O., Kukhar, V., Klimov, E., & Chernenko, S. (2020). Improvement of Process Parameters Calculation for Coil Rolling at the Steckel Mill. Materials Science Forum, 989, 609–614
    https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.989.609
  3. Курпе, О.Г., Кухар, В.В. (2018). Розширення сортаменту листового прокату в умовах металургійного заводу в Італії. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського.Технічні науки,29 (68)(3), 121–126.
  4. Kurpe, O., & Kukhar, V. (2019). Development and Optimization of Flat Products Manufacturing at Rolling Mill 3200. Materials Science Forum, 946, 794–799.
    https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.946.794
  5. Xu, Y., Yu, Y., Liu, X., & Wang, G. (2008). Modeling of microstructure evolution and mechanical properties during hot-strip rolling of Nb steels. Journal of University of Science and Technology Beijing: Mineral Metallurgy Materials (Eng Ed), 15(4), 396–401.
    https://doi.org/10.1016/S1005-8850(08)60075-4
  6. Schausberger, F., Steinboeck, A., Kugi, A.(2015).Mathematical modeling of the contour evolution of heavy plates in hot rolling. Applied Mathematical Modelling,Vol.39,4534–4547.
    https://doi.org/10.1016/j.apm.2015.01.017
  7. Pan, Q. K., Chen, Q. da, Meng, T., Wang, B., & Gao, L. (2017). A mathematical model and two-stage heuristic for hot rolling scheduling in compact strip production. Applied Mathematical Modelling, 48, 516–533.
    https://doi.org/10.1016/j.apm.2017.03.067
  8. Rudkins, N., & Evans, P. (1998). Mathematical modelling of mill set-up in hot strip rolling of high strength steels. Journal of Materials Processing Technology, 8081, 320–324.
    https://doi.org/10.1016/S0924-0136(98)00190-3
  9. Ettl, A., Prinz, K., Mueller, M., Steinboeck, A., & Kugi, A. (2018). Mathematical Model and Stability Analysis of the Lateral Plate Motion in a Reversing Rolling Mill Stand. IFAC-PapersOnLine, 51(2), 73–78.
    https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.03.013
  10. Phaniraj, M. P., Behera, B. B., & Lahiri, A. K. (2005). Thermo-mechanical modeling of two phase rolling and microstructure evolution in the hot strip mill: Part I. Prediction of rolling loads and finish rolling temperature. Journal of Materials Processing Technology, 170(1–2), 323–335.
    https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2005.05.009
  11. Hinton, J., & Beynon, J. (2008). A laboratory Steckel mill simulation. Steel Research International, 79, 277–286.
    https://doi.org/10.1002/srin.200806352
  12. Chastukhin, A., Ringinen, D., Khadeev, G., & Efron, L. (2013). Effect of Reheating on Grain Size Evolution in High Strength Linepipe Steel. Materials Science Forum, 753, 449–452.
    https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.753.449
  13. Lenard, J. G. (2007). Mathematical and Physical Modelling of the Flat Rolling Process. In Primer on Flat Rolling (pp. 36–98). Elsevier Science Ltd.
    https://doi.org/10.1016/B978-008045319-4/50005-X
  14. Полухин, П.И, Гун, Г.Я., & Галкин, А.М. (1976). Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: справочник. Металлургия.
  15. Коновалов, Ю.В., Остапенко, А.Л.,&Пономарев, В.И. (1986). Расчет параметров листовой прокатки. Справочник.Металлургия.
  16. Капланов, В.И., & Курпе, А.Г. (2009). Усовершенствованная зависимость для определения пластических свойств стали категории прочности Х70. Университетская наука – 2009,тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф., 156–157.
  17. Капланов, В. И., Володарский, В. В., Курпе, А. Г., Носоченко, А. О., Сагиров, Р. И., Ганошенко, И. В., & Матросов, Ю. И. (2007). Исследование прочностных свойств стали категории прочности Х70 и Х80. Производство проката, (2), 7-10.
  18. Старченко,Д.И. (1994).Динамика продольной прокатки.Учебное пособие.ИСИО.