SU757220A1 - Слиток для прокатки толстых листов 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении широкополосных изделий путем прокатки или ковки, например, непрерывнолитых слябов из черных металлов.

Известна заготовка для деформирования изделий, выполненная в поперечном сечении с тремя расположенными под углом 120° выступами, площадь которых превышает площадь оставшейся части заготовки [1].

Однако, позволяя улучшить проработку осевой зоны круглой поковки, данная заготовка не может использоваться для изготовления широкополосных изделий прокаткой или ковкой из-за образования на ее поверхности закатов и заковов.

Известен слиток для прокатки толстых листов, имеющий в сечении прямоугольную форму, на поверхности граней большей площади которого выполнены вырезы, расположенные симметрично относительно вертикальной и поперечной осей [2]. 20

Вырезы на этом слитке выполнены в виде волн (синусоидальной формы) или ребер, отношение высоты которых к высоте заготовки менее 0,02, а оптимальное отно2

шение шага ребер (волн) к их высоте близко к шести.

Слитки с микрорельефом на поверхности граней большей площади незначительно улучшают условия кристаллизации поверх₅ ностных слоев, и тем самым уменьшают количество поверхностных дефектов металлургического происхождения (ужимин, продольных трещин), но не обеспечивают в процессе деформирования получение плотной макро- и микроструктуры и не создают условий 1° для заваривания внутренних дефектов, являющихся причиной образования макроразрывов типа расслоя полосы и др.

Целью изобретения является повышение плотности центральных слоев заготовки и уменьшение вероятности образования макроразрывов полосы в виде расслоений.

Это достигается тем, что на слитке для прокатки толстых листов, имеющем в сечении прямоугольную форму, на поверхности граней большей площади которого выполнены вырезы, расположенные симметрично относительно вертикальной и поперечной осей, вырезы выполнены глубиной 0,1—0,4 высоты слитка и суммарной шириной 0,5—0,7 от его ширины.

3

757220

4

На фиг. 1 изображен слиток, поперечное сечение; на фиг. 2 и фиг. 3 — график изменения коэффициента неравномерности деформации в зависимости от относительной глубины выреза и относительной суммарной ширины вырезов; (приняты следующие обоз- 5 начения: П — для плоского образца, О — под впадиной (вырезом); * — под выступом (по гребню); на фиг. 4 — дополнительное плоскости сдвига по сечению слитка.

Слиток для прокатки толстых листов по- ¹⁰ мещают между гладкими валками (бойками), которые его деформируют. В процессе деформирования такого слитка (с макрорельефом) в центральной зоне слитка реализуется схема напряженного состояния с уве- ₁₅ личением доли сжимающих напряжений, в отличие от деформирования слитка с микрорельефом, в центральной зоне которого имеет место неблагоприятная схема напряженного состояния, практически соответствующая случаю деформирования заготовки 20 с гладкими контактными (с инструментом) гранями.

Увеличение доли сжимающих напряжений вызвано тем, что форма поверхности граней большей площади (микрорельеф) вызывает перераспределение по ширине слитка контактных нормальных напряжений, максимальные значения которых соответствуют оси симметрии ребра, а минимальные — началу впадины. Такое распределение контактных нормальных напряжений создает в зо центральной зоне слитка более благоприятную схему напряженного состояния, т.е. увеличивается доля сжимающих напряжений, и лишь в зоне, прилегающей к свободной боковой грани, будет реализовываться схема напряженного состояния, близкая к слу- ^3ί чаю прокатки слитка с гладкими поверхностями.

Смягчение схемы напряженного состояния в центральной зоне деформируемого слитка улучшает условия заваривания макро- до и микродефектов вплоть до момента исчезновения макрорельефа в процессе деформирования. Это позволяет в первых проходах уплотнить макро- и микроструктуру центральных слоев заготовки и тем самым уменьшить вероятность образования макроразры- ⁴⁵ вов полосы в виде расслоений. Кроме того, выполнение слитка с макрорельефом на поверхности граней большей площади увеличивает общую поверхность охлаждения кристаллизуемого расплава и, следовательно, 50 объем металла с мелким зерном (корочки) увеличивается. Уменьшается и размер кристаллов во внутренних объемах заготовки, особенно расположенных под впадиной.

Экспериментально установлены закономерности изменения величины коэффициен- ^5ί та неравномерности деформации К_н в зависимости от относительной глубины выреза Ηβρ/Но (Но — высота слитка до деформации) и относительной суммарной ширины

вырезов ΣΒβρ/Βο, где Во — ширина слитка до деформации. Известно, что при Кн < < 0 (здесь за Кн принято отношение , где Γί — интенсивность деформации сдвига в рассматриваемой точке очага деформации, Гер, — средняя интенсивность деформации сдвига) возникают дополнительные сжимающие напряжения, а при Кн > 0 — растягивающие. Так как повышение плотности центральных слоев и уменьшение внутренних дефектов связано с улучшением схемы напряженного состояния,,то оптимальными значениями геометрии макрорельефа будут те, которые обеспечивают вдоль горизонтально-поперечной оси симметрии дополнительные сжимающие напряжения, т.е. при К_н < <0. При прокатке слитка с гладкой поверхностью граней большей площади вдоль всей зоны горизонтально-поперечной оси симметрии К_н >0· Прокатка слитка с рельефом на поверхности граней, большей площади увеличение геометрических размеров рельефа, вызывает уменьшение величины Кн, причем в большей степени для зон горизонтально-поперечной оси симметрии, находящихся под впадиной, и в меньшей степени — под выступом. Следовательно, исходя из условия, что во всей зоне горизонтально-поперечной оси симметрии (исключая зоны, прилегающие к свободным боковым граням) Кн < <0, оценку оптимальности геометрических размеров рельефа проводят по значениям К_н для зон горизонтально-поперечной оси симметрии, не лежащих под выступами. Следовательно, оптимальные геометрические размеры вырезов, образующих рельеф граней, будут следующие: глубина не ’менее 0,1 и не более 0,4 высоты заготовки, суммарная ширина вырезов 0,5—0,7 ширины заготовки.

Относительное смещение вырезов одной грани относительно вырезов другой грани вызывает появление дополнительных сдвиговых деформаций, способствующих еще большей проработке центральных слоев деформируемого металла, и, кроме того, создает благоприятные условия для кристаллизации металла.

Поворот оси вырезов относительно оси прокатки вызывает развитие в объеме деформируемой заготовки дополнительных· плоскостей сдвига, в результате чего интенсифицируется проработка структур металла, причем, чем больше угол поворота (от О до 45°), тем больше дополнительных плоскостей сдвига. При угле поворота вырезов относительно оси прокатки в 45° в объеме деформируемой полосы реализуется максимальное количество дополнительных плоскостей сдвига. Увеличение угла поворота вырезов от 45 до 90° вызывает за счет разгонки поверхностных слоев в направлении вытяжки увеличение значений коэффициента вытяжки, следовательно, увеличение производительности процесса. Таким образом, в зависимости от заданной технологии углы поворота вырезов относительно оси прокат5

757220

6

ки могут быть выбраны в интервале от 0 до 90°.

В результате испо-.озования предложенного слитка повышается плотность центральных слоев заготовки, уменьшаются макроразрывы полосы в виде расслоений, интен- ί сифицируются проработки литой структуры металла, увеличивается производительность процесса деформации.

Claims (1)

1. Формула изобретения ¹⁽¹

   Слиток для прокатки толстых листов, имеющий в сечении прямоугольную форму, на поверхности граней большей площади которого выполнены вырезы, расположенные симметрично относительно вертикальной и поперечной осей, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности центральных слоев проката и уменьшения внутренних дефектов, вырезы выполнены глубиной 0,1—0,4 высоты слитка и суммарной шириной 0,5— 0,7 от его ширины.