DOI: 10.52150/2522-9117-2019-33-156-172

Раздобрєєв Валерій Гурійович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: v_razdobreev@mail.ru
Паламар Дмитро Григорович, м.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: v_razdobreev@mail.ru

ДОCЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ГАРЯЧОЇ НЕСИМЕТРИЧНОЇ СОРТОВОЇ ПРОКАТКИ НА ФОРМУВАННЯ МІКРОСТРУКТУРИ, МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТА СЛУЖБОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОТОВОГО ПРОКАТУ

Анотація. Метою роботи є дослідження впливу процесу гарячої несиметричної прокатки на структурний стан, механічні властивості і експлуатаційні характеристики сортового прокату простої форми з рядової вуглецевої сталі. Для моделювання процесу несиметричної сортової прокатки у раніше розроблену в ІЧМ математичну модель були додані можливості урахування випадків прокатки у парі валків різного діаметра, прокатки у парі валків з різного матеріалу, прокатки з одним привідним та одним непривідним валками, прокатка з різними швидкостями у парі валків і ін. Розрахунки показали зниження сили прокатки до 10 % при несиметричному процесі прокатки у порівнянні з традиційним процесом прокатки. Дослідження особливостей процесу гарячої несиметричної прокатки (прокатка із зсувом) в порівнянні з традиційним процесом прокатки проводили в промислових умовах при виробництві квадратного профілю 12×12 мм з рядової низьковуглецевої сталі Ст3сп. Встановлено, що середні значення HRB, σВ і σТ в досліджених зразках практично не відрізняються, а середні показники δ5 вище на 8 % (абс.) або на ~ 27 % (відн.) в зразках, що були прокатані за технологією несиметричної прокатки, ніж в зразках, які були прокатані за технологією традиційної прокатки. Оцінка щільності дислокацій за допомогою рентгеноструктурного методу показала, що під час гарячої несиметричної прокатки фіксується менша на ~ 46 % щільність дислокацій внаслідок активного протікання процесів полігонізації і рекристалізації in-situ в ході деформації. При цьому середні значення мікропорушень кристалічної гратки фериту на 21 % нижче в зразках, отриманих способом несиметричної прокатки ніж у зразках, отриманих традиційною прокаткою. Вперше встановлено зниження сумарної швидкості атмосферної корозії у зразках, що були прокатані за технологією способом несиметричної прокатки (0,39 г/м2xгод) в порівнянні з зразками, які були прокатані за технологією традиційної прокатки (0,445 г/м2xгод).
Ключові слова: несиметрична сортова прокатка, традиційна прокатка, мікроструктура, мікротвердість, твердість, механічні властивості, швидкість атмосферної корозії.

Библиографический список
1. Грудев А.П. Теория прокатки: Учебник для вузов // М.: Металлургия, 1988. – 240 с.
2. Васильев М.А., Прокопенко Г.И., Филатова В.С. Нанокристаллизация металлических поверхностей методами интенсивной пластической деформации // Успехи физ. мет. – 2004. – Т.5. – №3. – С. 345-399.
3. Лякишев Н.П., Алымов М.И. Получение и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов // М.: Изд-тво ЭЛИЗ, 2007. – 148 с.
4. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией // М.: Логос, 2000. – 272 с.
5. Лесюк Е.А. Технология получения нанокристаллической структуры в поверхностных слоях массивных деталей из конструкционных и инструментальных сталей // Технология металлов. – 2008. – №7. – С. 29-35.
6. Забелин С.Ф. Технологии поверхностной нанокристаллизации металлов и сплавов / С.Ф. Забелин, А.А. Васильев, А.А. Дорожков, А.А. Феофанов // Ученые записки ЗабГГПУ. – 2015. – №2. – С. 36-44.
7. Никитенко О.А. Формирование ультрамелкозернистой структуры углеродистой стали в процессе горячей пластической деформации / О.А. Никитенко, Ю.Ю. Ефимова, М.С. Жеребцов, Е.С. Селиванова // Инновационные технологии в машиностроении и материаловедении: сб. тезисов 2-ой научно-практической конференции с международным участием, Пермь, 29 сен.-3 окт., 2014. – С. 96-100.
8. Kawalek Anna, Henrik Dyja Анализ изменений сил и моментов несимметричной плоской прокатки // Вестник МГТУ. – 2013. – № 5. – С.28-33.
9. Найзабеков А.Б. О реализации интенсивных пластических деформаций при прокатке в калибрах / А.Б. Найзабеков, Б.Б. Быхин, К.А. Ногаев, М.Б. Быхин // Sci. and world. – 2014. – №10. – Ч. 1. – С. 45-49.
10. Mekhtiev A.D. Влияние несимметричной прокатки в конических валках на микроструктуру низкоуглеродистой стали / A.D. Mekhtiev, E.M. Azbanbaev, A.Z. Sagulov [et al.] // Metalurgija (Zagreb). – 2015. – Vol. 54. – №4. – S. 623-626.
11. Пат. 25313337. Российская Федерация, МПК В21В 1/00 (2006.01). Способ асимметричной прокатки металла / А.М. Песин, А.П. Ткаченко, Д.О. Пустовойтов, Н.М. Локотунина, М.А. Бирюков, Н.А. Горкин, заявитель и патентообладатель ЧерметИнформСистемы. – №2013111708/02; заявл. 15.03.2013; опубл. 20.10.2014.
12. Пат. 2518028. Российская Федерация, МПК В21В 13/10 (2006.01). Рабочая клеть стана для прокатки профилей в калибре / А.М. Песин, А.П. Ткаченко, Д.О. Пустовойтов, Н.М. Локотунина, М.А. Бирюков, В.В. Курбан, заявитель и патентообладатель ЧерметИнформСистемы. – №2013104893/02; заявл. 05.02.2013; опубл. 10.06.2014.
13. Пат. 2518358. Российская Федерация, МПК В21В 13/10 (2006.01). Рабочая клеть стана для прокатки профилей в калибре / А.М. Песин, А.П. Ткаченко, Д.О. Пустовойтов, Н.М. Локотунина, М.А. Бирюков, В.В. Курбан, заявитель и патентообладатель ЧерметИнформСистемы. – №2013104846/02; заявл. 05.02.2013; опубл. 10.06.2014.
14. Liu Gang. Нанокристаллизация поверхности кремнистой стали в зависимости от параметров несимметричной прокатки / Liu Gang, Ma Ye, Zhang Ruijun, Wang Xiaolan [et al.] // Acta met. sin. – 2014. – Vol. 50. – №9. – PP. 1071-1077.
15. Скляр В.О. Инновационные и ресурсосберегающие технологии в металлургии. Учебное пособие. // Донецк: ДонНТУ, 2014. – 224 с.
16. Покрытия металлические и неметаллические. Методы ускоренных коррозионных испытаний: ГОСТ 9.308-85. // М.: Изд-тво стандартов, 1986. – 20 с.
17. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, покрытия металлические. Методы удаления продуктов коррозии после коррозионных испытаний : ГОСТ 9.907-2007 (ISO 8407:1991). // М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2008. – 19 с.
18. Жучков С.М., Лохматов А.П., Кулаков Л.В. Оптимизация расхода энергии при непрерывной сортовой прокатке // К.: Наукова думка, 2008. – 191 с.
19. Жучков С.М., Кулаков Л.В., Лохматов А.П. Управление температурным режимом непрерывной сортовой прокатки (Теоретические и технологические основы) // М.: Теплотехник, 2008. – 144 с.
20. Пашинская Е.Г., Завдовеев А.В. Применение прокатки со сдвигом и традиционного волочения для формирования структуры и свойств малоуглеродистых сталей // Физика и техника высоких давлений. – 2012. – Т.22. – №3. – С. 1-12.
21. Паламар Д.Г. Розробка спрощеного методу оцінки деформаційного опрацювання центральних зон перерізу розкату з безперервнолитої заготовки при прокатці у калібрах / Д.Г. Паламар, С.О. Воробей, С.В. Єршов, В.Г. Раздобрєєв, І.Ю. Приходько // Зб. наукових праць Дніпровського Державного Технічного Університету. Камʼянське: ДДТУ, 2018. – С. 74-83.
22. Гриднев В.Н., Гаврилюк В.Г., Мешков Ю.Я. Прочность и пластичность холоднодеформированной стали // К.: Наукова думка, 1974. – 232 с.
23. Кайбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение микроструктуры и обработка труднодеформируемых сплавов // М.: Наука, 2002. – 438 с.
24. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф., Печковский Э.П. и др. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических материалов // К.: Наукова Думка, 1989. – 256 с.
25. Кайбышев О.А. Научные основы, достижения и перспективы сверхпластической деформации // Уфа: Гилем, 2000. – 150 с.
26. Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Карты структурных состояний для оптимизации режимов горячей деформации сталей // Физика металлов и металловедение. – 2001. – Т. 91. – № 1. – С. 79-89.
27. Костина М.В., Дымов А.В., Блинов В.М. Влияние пластической деформации на структуру и свойства высокоазотистых сплавов системы Fe-Cr // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2002. – № 1. – С. 1-7.
28. Ahmonri A., Torizuka S., Nagai K. Evolution of ultrafine-grained ferrite structure through multi-pass warm caliber rolling // Jornal of the Iron and Steel Institute of Japan. – 2003. – Vol. 89. – № 7 – P. 781-788.