Что такое предел выкатываемости
предел повторяемости
3.7 предел повторяемости: Абсолютная разность результатов максимального и минимального значений из указанного числа измерений, выполненных в условиях повторяемости по ГОСТ Р ИСО 5725-1.
2.6 предел повторяемости : Величина, ниже которой, с вероятностью 95 %, расположено абсолютное значение разницы между двумя результатами испытаний, полученными в условиях повторяемости.
2) В [1] термин «предел повторяемости» приведен для п = 2. Поскольку в методиках анализа, как правило, предусмотрено получение результата анализа как среднего из п параллельных определений, при этом п ³2, этот термин приведен для п, регламентированного методикой анализа.
3.12 предел повторяемости: Допускаемое для принятой вероятности 95 % абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим из n результатов единичного анализа, полученных в условиях повторяемости в соответствии с НД на методику анализа (ГОСТ Р ИСО 5725-1 термин «предел повторяемости» приведен для n = 2. Учитывая специфику количественного химического анализа, этот термин использован для числа и, регламентированного в НД на методику анализа.
3.6.4.2 предел повторяемости: Значение, которое с доверительной вероятностью 95 % не превышается абсолютной величиной разности между результатами двух измерений, полученными в условиях повторяемости.
3.18. предел повторяемости
Значение, которое меньше или равно абсолютной разности между двумя результатами проверок, получаемыми в условиях повторяемости, ожидаемое с вероятностью 95 % (по ИСО 5725.1).
1. Используют обозначение r.
2. В настоящее время в нормативных документах принято обозначение d
5.2.16.1.3 предел повторяемости (repeatability limit): Значение, которое меньше или равно абсолютной разности между двумя результатами проверок, полученными в условиях повторяемости, ожидаемое с вероятностью 95 %.
3.1.15 предел повторяемости: Допускаемое при принятой вероятности Р абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим результатами из n результатов единичного анализа, полученными в условиях повторяемости (по ГОСТ ИСО 5725-1).
3.1.11 предел повторяемости: Значение, которое с доверительной вероятностью Р = 0,95 не превышается абсолютной величиной разности результатов измерений Хmах и Xmin, полученных в условиях повторяемости. При п > 2это соответствует значению критического диапазона по ГОСТ ИСО 5725-6.
Смотри также родственные термины:
3.11 предел повторяемости (сходимости) (repeatability limit): Значение, которое с доверительной вероятностью 95 % не превышается абсолютной величиной разности между результатами двух измерений (или испытаний), полученными в условиях повторяемости (сходимости).
3.16 предел повторяемости (сходимости) (repeatability limit): Значение, которое с доверительной вероятностью 95 % не превышается абсолютной величиной разности между результатами двух измерений (или испытаний), полученными в условиях повторяемости (сходимости).
3.17 предел повторяемости (сходимости): Допускаемое для принятой вероятности Р = 0,95 расхождение между наибольшим и наименьшим из результатов двух единичных измерений, полученных в условиях повторяемости.
2.17.2 предел повторяемости (сходимости) r: Абсолютное значение, разности двух единичных результатов испытаний, полученных в условиях повторяемости (см. 2.17.1) доверительной вероятностью 95 %.
3.17 Предел повторяемости (сходимости) r : допускаемое для принятой вероятности Р = 0,95 абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим результатами из «n» результатов единичных испытаний, полученных в условиях повторяемости (МИ 2336).
3.8 предел повторяемости (сходимости) r (d): Значение, которое с достоверной вероятностью 95 % не превышает абсолютного значения разности между результатами двух измерений, полученными в условиях повторяемости.
3.18 предел повторяемости (сходимости) г: Допускаемое для принятой вероятности Р = 0,95 абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим результатами из п результатов единичных испытаний, полученных в условиях повторяемости по title=»Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки».
3.1.9 предел повторяемости (сходимости), r: Значение, которое с доверительной вероятностью Р = 0,95 не превышается абсолютной величиной разности между наибольшим и наименьшим из n результатов единичного анализа, полученных в условиях повторяемости.
3.8 предел повторяемости r: Допускаемое для принятой вероятности 0,95 абсолютное расхождение наибольшего и наименьшего из п результатов единичного определения, полученных в условиях повторяемости.
3.23 Предел повторяемости результатов испытаний r л: допускаемое для принятой вероятности Р = 0,95 абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим результатами из «n» результатов единичных испытаний, полученных в конкретной лаборатории в условиях повторяемости.
3.24 предел повторяемости результатов испытаний rл: Допускаемое для принятой вероятности Р = 0,95 абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим результатами из п результатов единичных испытаний, полученных в конкретной лаборатории в условиях повторяемости.
Полезное
Смотреть что такое «предел повторяемости» в других словарях:
Предел повторяемости — Предел повторяемости: значение, которое с доверительной вероятностью 95% не превышается абсолютной величиной разности между результатами двух измерений, полученными в условиях повторяемости. Источник: ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ… … Официальная терминология
предел повторяемости r — 3.8 предел повторяемости r: Допускаемое для принятой вероятности 0,95 абсолютное расхождение наибольшего и наименьшего из п результатов единичного определения, полученных в условиях повторяемости. Источник: ГОСТ 25086 2011: Цветные металлы и их… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
предел повторяемости — pakartojamumo riba statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vertė, už kurią su 95 % tikimybe neturi būti didesnis skirtumas tarp dviejų bandymo rezultatų, gautų pakartojamumo sąlygomis. atitikmenys: angl. repeatability limit… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
предел повторяемости (сходимости) — Значение, которое с доверительной вероятностью 95 % не превышается абсолютной величиной разности между результатами двух измерений (или испытаний), полученными в условиях повторяемости (сходимости). Примечание. Используемое условное обозначение r … Справочник технического переводчика
предел повторяемости (сходимости) — 3.11 предел повторяемости (сходимости) (repeatability limit): Значение, которое с доверительной вероятностью 95 % не превышается абсолютной величиной разности между результатами двух измерений (или испытаний), полученными в условиях повторяемости … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
предел повторяемости (сходимости) r — 2.17.2 предел повторяемости (сходимости) r: Абсолютное значение, разности двух единичных результатов испытаний, полученных в условиях повторяемости (см. 2.17.1) доверительной вероятностью 95 %. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
предел повторяемости (сходимости) r (d) — 3.8 предел повторяемости (сходимости) r (d): Значение, которое с достоверной вероятностью 95 % не превышает абсолютного значения разности между результатами двух измерений, полученными в условиях повторяемости. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
предел повторяемости (сходимости) г — 3.18 предел повторяемости (сходимости) г: Допускаемое для принятой вероятности Р = 0,95 абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим результатами из п результатов единичных испытаний, полученных в условиях повторяемости по title=… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
предел повторяемости (сходимости), r — 3.1.9 предел повторяемости (сходимости), r: Значение, которое с доверительной вероятностью Р = 0,95 не превышается абсолютной величиной разности между наибольшим и наименьшим из n результатов единичного анализа, полученных в условиях… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Предел повторяемости результатов испытаний r — 3.23 Предел повторяемости результатов испытаний r л: допускаемое для принятой вероятности Р = 0,95 абсолютное расхождение между наибольшим и наименьшим результатами из n результатов единичных испытаний, полученных в конкретной лаборатории в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Способ холодной прокатки полос
) MTei! «, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM
1 (21) 4499372/31-02 (22) 28.10.88 (46) 15.08.90. Бюл. В 30 (71) Институт металлургии им.А.А.Байкова (72) П.П.Чернов, А.И.Трайно, Г.Ю.Бармин, Г.В.Левыкин, А.А.Ниденс, В.И.Куликов и В.В.Поляков (53) 621.771.04 (088,8) (56) Заявка Японии 11» 60-5369, кл. В 21 В 37/00, 1985.
Авторское свидетельство СССР
У t493340» кл. В 21 В 1/28»
19.05;88 ° (54) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении жести на станах холодной прокатки. Цель изобреИзобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении жести на станах холодной прокатки.
Цель изобретения — повышение выхода годного проката путем снижения растрескивания кромок прокатываемых полос при многопроходной прокатке в клетях непрерывного стана.
При холодной прокатке тонких полос, в частности жести конечная толщина 0,36-0,18 мм, в линии современных станов с рабочими валками большого диаметра, когда отношение D/Íс (D катающий диаметр валков; Н qp— тения — повышение выхода годного проката путем снижения растрескивания кромок прокатываемых полос при многопроходной прокатке в клетях непрерывного стана. Способ холодной прокатки полос включает деформацию заготовки в валках за несколько проходов с регламентированным отношением усилий прокатки между клетямп непрерывного стана, которое начинают изменять при D/H r 1000, где D — диаметр валков; Н вЂ” средняя толщина прокатываемой полосы, устанавливая в каждом последующем проходе усилие прокатки в 1,05 — 1,25 раза больше, чем в предыдущем. Способ может быть осуществлен на непрерывных станах холодной прокатки.с четырехналковыми комплектами валков. При прокатке жести толщиной 0,40 мм выход годного составля. ет 99,5-99,87. 1 табл. средняя толщина полосы в очаге деформации) становится равным 1000 или превышает эту величину, чтобы получить требуемую толщину полос рабочие валки находятся в положении предварительного напряженного состояния по образующим бочек нижнего и верхнего валков (положение «забоя» ), тле ° величина упругого сплющивания валков соизмерима с толщиной полосы. Это приводит к утонению кромок прокатываемых полос, при последующей деформации полос в клетях по ходу прокатки более тонкие кромки не обжимаются, в них появляются трещины и разрывы
1585029 из-за неравномерности вытяжек по ширине полос.
По предлагаемому способу регламентируют отношение усилий прокатки в смежных проходах так, что в каждом последующем проходе устанавливают усилие прокатки в 1,05-1,25 раза больше, чем в предыдущем и поддерживают это условие, начиная с достижения толщин полос, при которых
В случае, когда полоса имеет относительно большую толщину D/Н а 1000, упругая деформация валков, как по- 20 казали эксперименты, влияет на форму кромок полосы незначительно и можно эффективно регулировать толщину и плоскостность полосы, не учитывая соотношения усилий прокатки в смеж- 25 ных проходах. Но как только величина отношения D/Н приблизится к 1000 и концевые участки валков войдут в соприкосновение между собой и упруго сплющатся, эффективность регулирования толщины и плоскостности полосы резко снижаются — работа нажимных устройств приводит лишь к изменению величины упругой деформации валковой системы и не сказывается на форме межвалкового зазора. Такой режим прокатки близок к пределу выкатываемости и характеризуется ростом утонения кромок за счет уширения прикромочных участков, что сопровожда- О ется повьппением их прочности, снижением ресурса пластичности металла на кромках. При входе в последующую клеть величина вытяжки на кромках меньше, чем в средней части полосы, из-за чего в кромках возникают продольные растягивающие напряжения, приводящие их к растрескиванию.
В случае, когда D/Í (100/, утонения кромок и их растрескивания не возникает, поэтому регламентировать соотношение усилий прокатки в смежных проходах нет необходимости. Если же при D/ÍсР) 100 усилие в последующей клети превышает усилие в предыдущей в 1,05-1,25 раза, в результате упругого сплющивания рабочих валков последующей клети будет образован межвалковый зазор, обеспечивающий равномерную величину вытяжек, утоненных кромок и средней части. полосы.
В результате будут устранены продольные растягивающие напряжения в кромках, приводящие к их растрескиванию.
Экспериментально установлено, что если сотношение усилия прокатки в последующей клети к усилию в предыдущей клети менее, чем 1,05, то это приводит к дальнейшему уширению и утонению кромок, образованию в них трещин. Кроме того, при практически одинаковых усилиях прокатки в смежных проходах деформация металла после второго прохода незначительна. Это требует увеличения числа проходов, что нерационально. При увеличении указанного отношения более 1,25 неравномерность вытяжек кромок и средней части полосы в последующем проходе приводит к росту растягиваюших напряжений по кромкам, которые вызывают образование трещин и разрывов.
Пример. Способ осуществляют на шестиклетевом стане 1400 холодной прокатки. Горячекатаную травленную полосу из стали 08кп толщиной 2,4 мм задают в валки 6-клетевого стана непрерывной холодной прокатки жести с рабочими валками диаметром 600 мм.
В первых четырех клетях полосу обжимают до толщины 0,70 мм. Абсолютное обжатие в 5-й клети устанавливают равным 0,20 мм, что соответствует
Н cp= О,б. При этом отношение D/Н сР
1000. Усилие прокатки в 5-й клети устанавливают при помощи гидроцилиндров нажимного механизма, равным
9520 кН. Края рабочих валков 5-й клети находятся в контакте (в «забое»).
В б-й клети абсолютное обжатие устанавливают равным 0,17 мм. Пля этой клети D/Hcp= 1395. Усилие прокатки
автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему: Совершенствование режимов прокатки и калибровки валков на основе исследований выкатываемости поверхностных дефектов с целью повышения качества сортового проката
Автореферат диссертации по теме «Совершенствование режимов прокатки и калибровки валков на основе исследований выкатываемости поверхностных дефектов с целью повышения качества сортового проката»
На правах рукописи ^-
Мартьянов Юрий Анатольевич
Совершенствование режимов прокатки и калибровки валков на основе исследований выкатываемости поверхностных дефектов с целью повышения качества сортового проката
05.16.05 Обработка металлов давлением
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»
Кандидат технических наук, доцент Кадыков Владимир Николаевич Официальные оппоненты:
Беляев Сергей Владимирович, доктор технических наук, доцент, ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», кафедра «Обработка металлов давлением», профессор
Шварц Данил Леонидович, кандидат технических наук, доцент, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», кафедра «Обработка металлов давлением», доцент
Защита состоится «15» января 2013 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.099.10, ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660025, г. Красноярск, пр. Красноярский рабочий, 95, ауд. 212.
Автореферат разослан «13» декабря 2012 г.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет».
диссертационного совета Гильманшина Татьяна Ренатовна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ*
Современный этап развития прокатного производства характеризуется постоянным повышением требований к качеству выпускаемой продукции. При этом одной из наиболее значимых характеристик качества металлопроката является наличие на его поверхности дефектов. Поверхностные дефекты, являясь концентраторами напряжений, значительно ухудшают прочностные и пластические характеристики проката в процессе его дальнейшей обработки и эксплуатации.
Опыт работы большинства действующих прокатных станов показывает, что дефекты на поверхности металлопроката являются одной из основных причин получения продукции несоответствующего качества. При этом в структуре брака наибольшую долю занимают дефекты, перешедшие на готовый прокат с исходных заготовок.
Несмотря на значительное количество исследований по вопросу образования и развития поверхностных дефектов можно констатировать, что на сегодняшний день отсутствует единое мнение о влиянии технологических параметров прокатки на качество поверхности готовой металлопродукции. Данный факт объясняется сложностью и недостаточной изученностью процессов течения металла при прокатке в калибрах. Таким образом, исследования закономерностей формоизменения поверхностных дефектов заготовок при прокатке в калибрах на сегодняшний день продолжают оставаться актуальными.
Данный тезис подтверждается тем, что настоящая работа выполнялась в соответствии с Государственной программой «Основы политики РФ в области развития науки и технологий на период до 2010 г. и дальнейшую перспективу» от 30 марта 2002 г. и перечнем критических технологий РФ «Компьютерное моделирование», «Энергосбережение».
Цель работы: Разработка комплекса технических и технологических
решений, обеспечивающих повышение качества сортового проката.
* Диссертация выполнена при научной консультации к.т.н. А.А. Уманского
1. Исследование влияния параметров деформации на образование и развитие поверхностных дефектов заготовок при прокатке в калиброванных валках.
2. Анализ влияния напряженно-деформированного состояния на течение деформируемого металла в различных зонах сортовых калибров в зависимости от их формы.
3. Разработка мероприятий по совершенствованию технологии производства металлопродукции на мелкосортных станах с целью повышения качества поверхности готового проката.
4. Обоснование экономической эффективности предлагаемых технических и технологических решений при внедрении в производство.
1. Получены новые научные данные о влиянии параметров деформации на образование и развитие поверхностных дефектов при сортовой прокатке в калибрах простой формы.
2. Установлены закономерности формоизменения металла при деформации в ящичных, овальных и ромбических калибрах и их влияние на выкатываемость дефектов при прокатке.
3. Определена взаимосвязь между напряженно-деформированным состоянием и перемещением поверхностных слоев металла; установлены значения степени использования запаса пластичности в этих слоях и в среднем по сечению раската.
1. Разработана методика опытно-промышленных испытаний в производственных условиях, позволившая производить оценку влияния параметров деформации на образование и развитие поверхностных дефектов при минимизации числа опытов и прогнозировать качество продукции при сортовой прокатке.
2. Разработана и внедрена в производство новая калибровка валков черновой группы непрерывного мелкосортного стана 250-2 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», позволившая повысить эффективность деформационных режимов прокатки при одновременном уменьшении энергосиловой нагрузки на основное оборудование.
3. В промышленных условиях с использованием результатов исследований получены опытные партии проката из конструкционных сталей повышенного качества, при этом выход годного увеличился на 3%.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке и совершенствовании режимов прокатки на непрерывном мелкосортном стане 250-2 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», в результате чего достигнуто повышение выхода годного при производстве проката по ГОСТ 10702-78 и получен экономический эффект 723,7 тыс. руб. при долевом участии автора 289,5 тыс. руб.
Научные результаты диссертационного исследования используются при подготовке студентов по специальности 150106 «Обработка металлов давлением» в ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».
Использование результатов работы в производственном и учебном процессах подтверждены соответствующими актами внедрения.
1. Метод конечных элементов при использовании специализированного программного комплекса DEFORM 3D.
2. Методы теории подобия и моделирования процессов обработки металлов давлением при проведении лабораторных экспериментов.
3. Методики статистического анализа экспериментальных данных.
Достоверность и обоснованность полученных выводов и результатов
подтверждается: совместным использованием воспроизводимых по точности методов математического моделирования процессов прокатки, основанных на современных достижениях теории пластичности, и методик проведения экспериментов в лабораторных и промышленных условиях; использованием методов планирования экспериментов; эффективностью полученных результатов
при использования в действующих прокатных цехах, что подтверждено актом внедрения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: Всероссийских научно-практических конференциях «Металлургия: Технологии, управление, инновации, качество» (г. Новокузнецк, 2010 г. и 2011 г.); международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований ‘2012» (г. Одесса (Украина), 2012 г.).
Положения, выносимые на защиту.
1. Результаты экспериментальных исследований влияния параметров деформации на образование и развитие поверхностных дефектов заготовок при прокатке в калиброванных валках.
2. Методика и результаты исследований формоизменения металла при развитии поверхностных дефектов заготовок в процессе прокатки сортовых профилей на промышленном мелкосортном стане 250-2 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».
3. Полученные закономерности течения металла в различных зонах сортовых калибров при прокатке и закономерности их взаимосвязи с напряженно-деформированным состоянием металла.
4. Новая калибровка непрерывного мелкосортного стана 250-2 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», разработанная на основе проведенных исследований.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 7 печатных работах, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, приложения, изложена на 117 страницах, содержит 58 рисунков, 14 таблиц и список использованных источников из 67 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дано обоснование актуальности работы, ее научной и практической значимости.
В первой главе приведена классификация и причины возникновения дефектов сортового металлопроката. На примере опыта работы непрерывного мелкосортного стана 250-2 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» показано, что основную долю в структуре брака составляют поверхностные дефекты, перешедшие на готовый металлопрокат с исходных заготовок. По результатам литературного обзора материалов отечественных и зарубежных исследований, посвященных влиянию технологических параметров производства металлопроката на качество готовой продукции, сделаны выводы о современном состоянии вопроса диссертационного исследования, сформулированы основные задачи диссертационной работы.
Во второй главе приводятся методика и результаты исследований процессов формоизменения поверхностных дефектов при различных условиях прокатки, проведенных на лабораторном стане «ДУО-80».
Согласно принятой методике на свинцовые образцы квадратного сечения размерами 30x30x200 мм перед прокаткой наносили искусственные дефекты в виде продольных, поперечных и наклонных пазов. Прокатка образцов производилась в ящичном, ромбическом и овальном калибрах. В ходе проведения исследований оценивали влияние на изменение глубины дефектов следующих параметров: формы используемых для прокатки калибров, месторасположения дефектов на поверхности заготовки (на гранях, на ребрах, в средней части заготовки, вблизи концевых участков раската), ориентации дефектов относительно направления прокатки (продольные, поперечные, наклонные на угол 45°), коэффициента вытяжки. Прокатку образцов проводили по 60-ти вариантам сочетания исследуемых факторов, при этом по каждому варианту прокатано по 5 образцов.
В качестве критерия, характеризующего изменение глубины дефектов, приняли коэффициент выработки, определяемый из выражения:
Для оценки значимости влияния параметров прокатки на коэффициент выработки дефектов использовали стандартные методики дисперсионного и регрессионного анализа.
По результатам анализа полученных данных установлено значимое влияние всех исследуемых параметров на коэффициент выработки дефектов. Наиболее благоприятные условия для уменьшения глубины поверхностных дефектов создаются при использовании ромбических калибров, а наихудшие результаты получены при деформации образцов в овальных калибрах. В количественном выражении коэффициент выработки дефектов при прокатке в ромбическом калибре выше коэффициента выработки при деформации в овальном калибре в среднем на 21 %, а по сравнению с прокаткой в ящичном калибре эта разница составляет 12 % (рис. 1).
Продольные дефекты на ребрах
Продольные дефекты на гранях
и ромбический калибр ■ ящичный калибр * овальный калибр
Зависимость коэффициента выработки дефектов от формы калибра, используемого при прокатке, в значительной степени обусловлена различной неравномерностью распределения обжатий по ширине калибра. С увеличением
неравномерности обжатий по ширине полосы возрастают дополнительные растягивающие напряжения, которые препятствуют закатыванию дефектов, что происходит в овальном калибре и подтверждается экспериментально.
Влияние месторасположения дефектов на поверхности заготовки и их ориентации относительно направления прокатки проявляется в том, что наиболее интенсивно уменьшается глубина продольных дефектов, расположенных на ребрах заготовки, затем в порядке уменьшения коэффициента выработки дефектов располагаются продольные дефекты на гранях заготовки, наклонные дефекты и поперечные дефекты. В количественном выражении коэффициент выработки дефектов отличается на 11 %, 18 % и 23 % соответственно (рис. 1). Более интенсивное уменьшение глубины продольных дефектов, расположенных на ребрах заготовки, по сравнению с дефектами на гранях заготовки обусловлено тем, что при прокатке в центральной зоне калибра металл получает только вертикальное смещение, а в боковых зонах калибра имеет место одновременное вертикальное и горизонтальное перемещение поверхностных слоев раската. Наименьший коэффициент выработки поперечных дефектов связан с наличием продольных растягивающих напряжений, возникновение которых обусловлено высокой вытяжкой осевых слоев по сравнению с приповерхностными слоями раската.
По вопросу влияния месторасположения дефектов на коэффициент их выработки также следует отметить, что глубина продольных дефектов на концевых участках раската практически не уменьшается и при этом имеет место их раскрытие (рис. 2). Причем протяженность зон раскрытия дефектов меньше на входном конце раската по отношению к противоположному концу.
Раскрытие дефектов на концевых участках заготовки связано с отсутствием одной из внешних зон при прокатке, а различная протяженность зон раскрытия дефектов на входном и противоположном ему концах раската объясняется неравномерностью течения металла.
Кроме того, установлено, что вблизи ребер заготовки, раскрываются расположенные в них поперечные и наклонные к оси прокатки дефекты (рис. 3). Объяснением данному факту служит то, что продольные растягивающие напряжения на ребрах заготовок имеют наибольшую величину.
Анализ влияния коэффициента вытяжки на коэффициент выработки поверхностных дефектов показал, что их взаимосвязь имеет ярко выраженный нелинейный характер (рис. 4).
Характер полученных зависимостей объясняется прямой взаимосвязью коэффициента вытяжки раската с величиной обжатий заготовки при прокатке, которые в свою очередь определяют глубину проникновения деформации в «тело» заготовки. При малых обжатиях деформируются только приповерхностные слои раската, в результате чего деформация проникает в металл на меньшую глубину, чем глубина дефекта. Увеличение обжатий способствует интенсивному повышению выработки дефектов вплоть до момента, когда глубина проникновения деформации достигнет глубины дефекта. После этого момента интенсивность выработки дефектов с ростом степени деформации увеличивается не столь значительно.
—ромбический калибр—ящичный калибр—овальный калибр
ж 1,03 1,08 1,13 1,18 1,23
Коэффициент вытяжки —ромбический калибр —ящичный калибр —овальный калибр б
В третьей главе приводятся результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния и течения металла в поверхностных слоях заготовки при прокатке в сортовых калибрах, проведенного с использованием специализированного инженерного программного комплекса DEFORM 3D. При моделировании напряженно-деформированного состояния металла использовали геометрические параметры исходных заготовок и калибров, соответствующие параметрам проведения экспериментов на лабораторном прокатном стане «ДУО-80». Соблюдение условия геометрического подобия с параметрами проведения лабораторных экспериментов обеспечило дополнительную воспроизводимость и сопоставимость результатов математического моделирования. Кроме этого, дополнительно провели
моделирование процесса прокатки подката овального поперечного сечения в овальном калибре с целью определения влияние степени подобия формы исходной заготовки и готового профиля на напряженно-деформированное состояние металла.
Показателем, характеризующим напряженно-деформированное состояние металла, в программном комплексе DEFORM 3D является критерий Кокрофта-Лэтэма, определяемый по формуле:
Критерий Кокрофта-Лэтэма характеризует степень использования запаса
пластичности и, таким образом, является показателем вероятности образования и
развития дефектов в процессе деформации.
Моделирование проводили для заготовки из низкоуглеродистой стали с
содержанием углерода 0,09%. Использовали вязкоупругопластическую модель
Джонсона-Кука, в которой предел текучести определяется по формуле:
Т0- референсная температура;
Применительно к вышеуказанной низкоуглеродистой стали значения параметров модели составили: от„ = 50,785 МПа, А = 39,903, С = 0,022, Б = 1, п = 0,36, ш = 1.
Полученные данные о распределении критерия Кокрофта-Лэтэма по сечению раската (рис. 5) позволяют констатировать, что независимо от формы калибра (ящичный, ромбический, овальный) и формы поперечного сечения исходного подката (квадрат, овал) наиболее неблагоприятная схема напряженно-деформированного состоянии металла создается в поверхностных слоях заготовки в центральной зоне калибра.
0.375 0.313 0.250 0.188
При этом наибольшие значения степени использования запаса пластичности, как в приповерхностных слоях, так и в среднем по сечению раската, получены для случая прокатки квадратной заготовки в овальном калибре (таблица 1), что говорит о неблагоприятных условиях с точки зрения выкатываемое™ поверхностных дефектов.
исходного подката и калибра
Форма поперечного сечения исходного подката Форма калибра Степень использования запаса пластичности
максимальная средняя по сечению
Квадрат Ромбический 0,39 0,10
Квадрат Ящичный 0,42 0,12
Квадрат Овальный 0,45 0,13
Овал Овальный 0,36 0,08
Полученные результаты согласуются с данными лабораторных экспериментов, что является дополнительным подтверждением сделанных выводов и правильности выбора методики моделирования.
Полученные результаты моделирования перемещения точек в процессе
прокатки позволили определить картину течения металла по ширине калибра в
различных его зонах (рис. 7).
♦ ромбический калибр Ш ящичный калибр —А—овальный калибр
Относительное расстояние от вершины калибра, % к ширине заготовки
В центральной зоне калибра имеет место только вертикальное перемещение металла в направлении обжатия (величина горизонтального смещения равна 0); в боковых зонах поверхностные слои металла одновременно перемещаются в направлении обжатия и в горизонтальной плоскости по направлению от центра калибра к его периферии. При этом ширина зоны, где имеет место перемещение металла только в вертикальном направлении, в значительной степени зависит от формы исходной заготовки и калибра. Так, если при прокатке квадратной заготовки в ящичном калибре протяженность такой зоны составила около 20 % от ширины калибра, то при деформации квадратной заготовки в ромбическом и овальном калибрах только вертикальное перемещение металла фактически имеет место лишь в вершинах калибров.
Сопоставление результатов математического моделирования течения металла с полученной схемой напряженно-деформированного состояния позволило сделать вывод, что наибольшее исчерпание запаса пластичности происходит в тех зонах калибра, где имеет место только вертикальное перемещение металла при деформации. При одновременном течении металла в направлении обжатия и в горизонтальном направлении схема напряженно-деформированного состояния приобретает более благоприятный характер и способствует лучшей выработке поверхностных дефектов.
В четвертой главе приведено описание разработанной методики исследования влияния параметров деформации на изменение глубины дефектов при прокатке на промышленных мелкосортных станах и результаты использования данной методики в условиях непрерывного мелкосортного стана 250-2 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».
Сущность разработанной методики заключается в нанесении на поверхность исходных заготовок дефектов в виде продольных трещин по специальной схеме и оценке изменения глубины дефектов в процессе прокатки с помощью коэффициента выработки, определяемого по формуле (1). Согласно принятой схеме дефекты наносят на верхнюю, боковую и нижнюю грани заготовки, а также на ребра заготовки, находящихся на пересечении указанных
К основному достоинству вышеописанной методики проведения промышленных экспериментов относится возможность получения максимального количества информации о влиянии параметров прокатки на коэффициент выработки дефектов при минимизации числа опытов. Уменьшение числа экспериментов позволяет снизить потери металла в виде продукции несоответствующего качества.
составляет 80-^85 %. При этом наименьший выход годного характерен для профилей диаметром 25 мм и 28 мм.
Основываясь на вышесказанном, для проведения исследований использовали заготовки стали Юкп, которые прокатывали на круглые профили диаметром 25 мм. Прокатку проводили по двум различным калибровкам: существующей (базовой) и калибровке, разработанной с учетом рекомендаций полученных в ходе лабораторных экспериментов и математического моделирования. Отличительными особенностями новой калибровки явились: замена ящичного и шестигранного калибров клетей №5 и №6 на ребровой овальный и овальный калибры соответственно, а также изменение формы и размеров ребрового овального калибра клети №7 (рис. 9).
В процессе прокатки проводили отбор проб от недокатов после клети №7 и клети №9, а также в готовом прокате. В качестве критерия, характеризующего изменение размеров дефектов, выбрали коэффициент выработки дефектов, рассчитываемый по формуле (1). Размеры дефектов на исходных заготовках, а также на недокатах и в готовом сорте оценивались на нетравленых микрошлифах при 100-кратном увеличении.
С целью анализа технологичности разработанной калибровки дополнительно провели сравнительную оценку загрузки приводов клетей по току при использовании базовой и новой калибровки.