автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Исследование физико-химических процессов в зоне контакта и разработка технологии получения слоистого антикоррозионного композита сталь-алюминий

На правах рукописи

—оиоьаое

Концевой Юрий Васильевич '""И ¿.иц/

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЗОНЕ КОНТАКТА И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТОГО АНТИКОРРОЗИОННОГО КОМПОЗИТА СТАЛЬ - АЛЮМИНИЙ

Специальность 05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ЕКАТЕРИНБУРГ 2007

003056806

Работа выполнена в ГУ Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель

доктор технических наук,академик РАН Николай Анатольевич Ватолин

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Георгий Георгиевич Залазинский

кандидат технических наук Борис Михайлович Антошечкин

Ведущее предприятие - ОАО Уральский институт металлов

Защита диссертации состоится « 27 » апреля 2007 г. в 13 часов, на заседании диссертационного совета Д 004.001.01 при ГУ Институт металлургии Уральского Отделения Российской Академии Наук по адресу: 620016, г.Екатеринбург, ул. Амундсена, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке УрО РАН.

Автореферат разослан <<

_____2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 004.001.01, доктор технических наук

Дмитриев А. Н.

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Актуальность защиты от коррозии определяется тремя аспектами:

-экономическим - имеет цель уменьшение материальных потерь в результате коррозии различных изделий из металлов. Установлено, что экономические потери от коррозии в технически развитых странах составляют 3-6% валового национального продукта,

-повышением надежности оборудования и металлоконструкций, которые в результате коррозионного поражения могут разрушиться. Это приводит к авариям, связанным со взрывами, вызванным коррозией разрушениям зданий, авариям самолетов, автомобилей, приводящим к потере здоровья или гибели людей;

-сохранностью металлического фонда.

Основной метод борьбы с эксплуатационными факторами коррозионного воздействия - антикоррозионные покрытия. Особое место в ряду металлических покрытий занимает алюминий. Вследствие его уникальности (огнеупорность, проявление протекторного и коррозионно-стойкого действия) с середины 80-х годов количество стального листа с алюминиевым покрытием в общем потреблении коррозионно- защищенных стальных листов возросло в 6 раз.

Существуют различные методы алюминирования стали. Один из наиболее прогрессивных - порошковое плакирование стальных листов. Данный метод относится к эффективным и ресурсосберегающим, однако в его использовании остаются такие проблемы, как многостадийность процесса получения покрытия, низкая производительность. Поэтому создание способа и установки плакирования стального листа обладающего высокой производительностью и малыми габаритами, способного производить как одностороннее, так и двухстороннее покрытие весьма актуальная задача.

Не менее актуальной задачей является защита не только от внешней коррозии, но и снижение активности стального листа к межкристаллитной коррозии, т е. получение такого слоистого композита без внутренних остаточных напряжений либо минимизировать их так, чтобы они были много меньше предела пропорциональности

Целью данной работы является создание высокопроизводительного способа и разработка технологии получения слоистого композита системы стальная беспористая полоса - алюминиевый порошок, обладающего высокими служебными характеристиками, повышенного качества по механическим характеристикам, адгезии, геометрическим параметрам и минимальными внутренними остаточными напряжениями.

Для достижения поставленной цели с учетом вышеизложенного в диссертационной работе решались следующие задачи:

разработка математической модели совместной прокатки порошка и литого материала, позволяющей определить напряженно-деформированное состояние, силовые и кинематические условия в очаге деформации,

уточнение механизмов влияния натяжения на появление продольных внутренних остаточных напряжений и показатели качества прокатываемых композитов по геометрическим параметрам;

изучение влияние пластической деформации, скорости и температуры нагрева на диффузионные процессы и процессы образования интерметаллических соединений в переходном слое;

разработка инструмента для оперативного определения наличия величины и распределения продольных остаточных напряжений в прокатываемом композите применительно для нешироких полос.

разработка способа и устройства, обладающих повышенной избирательностью действия по предотвращению появления продольных остаточных напряжений и ухудшения качества слоистых композитов по форме и стойкости к межкристаллитной коррозии;

разработать технологию повышенной производительности для получения слоистого антикоррозионного композита.

Научная новизна.

Предложена математическая модель совместной прокатки беспористого и дисперсного материалов с рассмотрением всех зон очага деформации (четырех): зоны компоновки дисперсного слоя, зоны избирательной , т.е. деформации только пористого слоя как более мягкого, зоны совместной неравномерной деформации и зоны схватывания, т.е. зоны отсутствия скольжения между слоями.

Для определения давления в сечении начала консолидации дисперсного слоя

предложена формула рх=312-у, выведенная на основе теории упругости и позволяющая Е

провести условную границу между дисперсным и компактным слоем в модели совместной прокатки порошка и беспористой полосы Установлена относительная плотность порошка в этом сечении 0=0,62 при сферической форме частиц.

Исследовано напряженное состояние и геометрия полосы с учетом значительных прогибов профиля при потере плоскостности вследствие неравномерности вытяжки по ширине при прокатке. Представлены зависимости распределения остаточных продольных

напряжений, профиля и размеров волнистости (коробоватости) от исходной неравномерности вытяжки по ширине полосы. Получена формула

П7г! пп

1—---

I 4_

Я

• /

Гг

N.

2 л

. птй пл

81П—---Я

I I

К

птЛ пл „ 81П---Я

^ ь

определяюшэя величину и распределение нагрузки прикладываемой к полосе для получения полос без внутренних остаточных напряжений, ровной формы и повышенной стойкости к коррозионному растрескиванию.

Экспериментально установлена взаимосвязь степени деформации, скорости нагрева с протяженностью переходного интерметаллического слоя, установлен механизм интенсификации физико-химических процессов в межслойной зоне, позволяющий прогнозировать появление и скорость роста ферроалюминидов в приконтактной зоне.

Разработано устройство для определения величины и распределения внутренних продольных остаточных напряжений в полосе в процессе ее прокатки.

Уточнены механизмы воздействия натяжения на форму прокатываемых полос и разработаны способ и устройство для регулирования внутренних продольных остаточных напряжений и формы полосы в процессе прокатки Экспериментально доказана эффективность разработанного способа регулирования

Разработан способ получения антикоррозионного алюминиевого порошкового покрытия на беспористой стальной полосе. Экспериментально доказана возможность осуществлять качественное покрытие при скорости процесса 1-1,5 м/сек.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Математическая модель совместной прокатки порошкового и беспористого

материалов

2. .Расчет величины и закона распределения усилия для регулирования внутренних продольных остаточных напряжений и формы полосы в процессе прокатки.

3. Исследование физико-химических процессов в приконтактных слоях под воздействием пластической деформации и высокоскоростного нагрева

4. Устройство для определения величины и распределения внутренних остаточных напряжений в прокатываемой полосе.

5. Способ и устройство для регулирования внутренних остаточных напряжений в полосе и ее формы.

6. Способ получения антикоррозионного слоистого композита системы стальная беспористая полоса - алюминиевое порошковое покрытие.

Практическая ценность работы:

• Разработаны компактный, экологически безопасный способ и технология получения антикоррозионного композита системы беспористая стальная полоса - алюминиевое порошковое покрытие с производительностью 1 — 1,5 м/сек. (Патенты РФ № 2081939 и №2182191). Изготовленные на опытной установке образцы прошли лабораторные испытания и испытания в морской воде в условиях острова Куба. Полученные результаты показали, что антикоррозионные свойства разработанного покрытия находится на одном уровне с антикоррозионными свойствами холодного цинкования.

• Разработано устройство для определения величины и распределения внутренних остаточных напряжений в прокатываемой полосе (Авторское свидетельство №719729), которое было использовано при исследованиях и впроизводственных условиях на растяжной правильной машине завода «Ижсталь».

• Разработан способ (авторское свидетельство № 990359) и устройство (авторское свидетельство № 997881) регулирования внутренних остаточных напряжений и формы полосы

• Разработан способ (авторское свидетельство № 1194519) прокатки полос с минимизацией внутренних остаточных напряжений.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликованы 20 работ, получены 4 авторских свидетельства и 3 патента РФ.

Апробация работы. Работа выполнена в ГУ Институт металлургии УрО РАН в соответствии с открытым планом работ Института по теме «Разработка новых методов и процессов формоизменения многослойных и многофазных систем».

Основные положения работы были представлены на Всесоюзной конференции прокатчиков «Новые технологические процессы прокатки, интенсифицирующие производство и повышающие качество продукции», Челябинск, 1984 (три доклада), на IV

Всесоюзной научно-технической конференции «Теоретические проблемы прокатного производства», Днепропетровск, 1988, На международной научной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ)». Волгоград 2004, (два доклада)

Основное содержание работы.

Во введении показан широкий спектр областей использования слоистого композита системы сталь - алюминий. Подчеркнуто, что композит данной системы находит все более широкое применение в машиностроении, строительстве, химической промышленности и других областях деятельности Данный композит имеет самый быстрый темп прироста потребления, поэтому разработка новых более экономичных и экологически чистых технологий его получения является актуальной задачей.

В первой главе вскрыты проблемы защиты металлов от коррозии и представлены пути их решения. Рассмотрены эксплуатационные и технологические факторы коррозии Установлено, что для защиты от эксплуатационных факторов коррозии используют различные виды покрытий. Для защиты от технологических факторов - ведут процессы получения слоистых композитов так, чтобы минимизировать внутренние остаточные напряжения растяжения. Показана особая роль алюминия в ряду металлических покрытий, дан подробный анализ различных способов получения антикоррозионного композита с использованием в качестве антикоррозионного слоя алюминия как в виде литого, так порошкового материала. Подробно проанализированы все способы и устройства разработанные и применяемые для минимизации внутренних остаточных напряжений при получения листового проката, наличие которых (выше критических) приводит как активации межкристаллитной коррозии, так и к снижению качества листовых слоистых композитов по форме (плоскостности).

Анализ литературных данных по вышеперечисленным проблемам позволил определить цель работы и сформулировать задачи исследования.

Вторая глава содержит теоретические основы прокатки слоистого композита и минимизации внутренних остаточных напряжений в нем. Представлена разработка математической модели совместной прокатки порошкового и беспористого слоев как частного случая модели прокатки многослойной системы с учетом зон относительного скольжения слоев При построении модели очаг деформации условно разбивается на 4 участка (см рис. 1):

• уплотнения дисперсоидной массы, где ее относительная плотность изменяется от насыпной до 8=0,632;

• избирательной деформации, где происходит пластическая деформация только пористого слоя, как более «мягкого»;

• совместной неравномерной деформации слоев,

• совместной условно-равномерной деформации (с учетом уплотнения порошкового слоя).

Рис.2.1. Схема очага деформации совместной прокатки беспористой полосы и металлического порошка

Переход от дисперсного состояния к консолидированному происходит с монотонным увеличением давления, в силу этого можно утверждать, что при консолидации, с позиций энергосиловых условий, имеют место лишь количественные изменения. Поэтому расчет силовых показателей в очаге деформации (ОД) при порошковом покрытии беспористой полосы прокаткой (накатка покрытия) отличается от метода расчета процесса совместной прокатки беспористых материалов (СПДРМ) только наличием участка уплотнения и учетом сжимаемости пористого слоя.

Участок I - участок уплотнения дисперсоидной массы до момента преимущественной консолидации (интенсивного роста давления металла на валки). Корректность расчета энергосиловых и кинематических параметров процесса консолидации дисперсных материалов давлением во многом зависит от правильного определения плотности порошка в момент начала преимущественной консолидации. Это особенно важно при математическом описании ленточной прокатки металлических порошков, поскольку специфика процесса такова, что, во-первых, деформация протекает в незамкнутом рабочем пространстве, а, во-вторых, прокатываемый материал в зоне деформации одновременно находится при всех значениях плотности от насыпной до компактной Построив физическую модель упаковки порошковой массы со сферическими дисперсоидами получена формула определения плотности упаковки

з

где К расстояние между дисперсоидами изменяется от 0 до d/2, d - диаметр дисперсоида Определим Gmax и 0mi„ =0, отсюда 8тах=0,7405 при K/d=0, N=12, 0тш=0,5236 при

<7,

K/d=0,4142, N^6, при K/d=0,5 -шар n-го слоя коснется слоя п+2, при этом 6=0,5374, N=8.

В + О

Средняя арифметическая 8С|М= """ ^ =0,632, соответствует K/d =0,12. Давление

порошковой массы на валки, в сечение очага деформации начала преимущественной консолидации (упруго - пластической деформации дисперсоидов), находится решением задачи теории упругости с учетом определенной средней плотностью в этом сечении

Л- 312,

Таким образом давление на участке упаковки порошковой массы изменяется от 0 до 312,7 ¿

Участок II -участок избирательной деформации, где происходит пластическая деформация пористого слоя, как более "мягкого". Давление на II участке определяется следующими уравнениями:

px=crsj 82/3х-стх|<<Тй-сгх2,

„ о2/з h, T„(l-x) L-x

<Txi-crsi » x in--------T.—- ,

h,, hxl

T, (L - x) T,(l-x)

<Tx2=CT02--=~-- + ---L ,

h, h,

где CTSi - сопротивление деформации консолидированного порошкового слоя; т0ь Т2 - напряжения трения на контакте валок - порошковый слой и валок - беспористая полоса, соответственно; L и 1- длина всего очага деформации и длина консолидированной зоны ОД, соответственно; z¡- напряжение трения на контакте порошковый- беспористый материал; hi i- толщина порошкового слоя в сечении начала II участка.

Участок III- участок совместной неравномерной деформации - зона "отставания" порошкового слоя от беспористой основы:

Px=CTs 192/3х-<Т XI =CTS2

0х1~0!)&2/3Х1П-"'---

Ох2-СТ521П

т0{Ь-х),х>х0 1 Ьх\ Ьх11 т0{1-х0)-т'0{х0-х),х>х0\ Ц кхХ

Кг__!_Г г2{Ь~х\х>х2

кх2 кх2[т2^-х2)-т'2(х2~х\х>х2}' где с¡2- сопротивление деформации беспористой полосы, а„2- напряжения в полосе от сил трения

Участок IV- участок, на котором произошло схватывание между порошковым и беспористым слоями и выравнялись их скорости УС2=УС1, где УС2, УС] -скорости слоев в сечении схватывания.

.Ьь2-УЬ2 ^Рь-Ьы-Уы ■ _ Ь>; _ Ььг

Рх'Ьх о 2/3

Ус,=ус

х2 Рх'"х1 Ре1^! РА, РА| '

рх=ст, 1 »"•'х-Ох 1=^51 -<*х+Кх I ^хг-СТх+Кхг^а^-СТхг;

0 67

где о= —~—. ; К»!

¡2

X }

+ ь

х2'

х 2

0 67

_а5,9 х - О52

К-х2--—-—-- ■ ПХ1 , СТх1=СТх-1^х1» Сх2=СГх-Кх2.

Ьх1 + Ьх2

Напряжения Кц1 и К.х2 — напряжения взаимного воздействия слоев после схватывания Они остаются в слоях и после выхода из ОД. сх в сечении выхода из Од определяется уравнением:

СТх-0-^12--

Ли «л,

Трение на границе пористого и беспористого слоя определяется выражением:

Ь„,

>52

_Ьс2.

Ь - х„

\-ln-

_

Ь - х.

42

*о

с 111 с 2

ЬС1 + ь

с2

Для расчета необходимо экспериментально определить степень обжатия, обеспечивающую схватывание слоев. Выведенные зависимости позволяют определять давление металла на валки в ОД в процессе накатки порошка на беспористую полосу, находить коэффициент трения на контактах слоев с валками и между контактируемыми слоями, определять исходное количество дисперсоидной массы для получения накатанного слоя заданной толщины и плотности.

Если листовая сталь испытывает воздействие растягивающих напряжений, близких к пределу упругости, и при этом находится в специфической среде (для малоуглеродистых сталей это соприкосновение с Н^О, ОН", N03"), в ней происходит растрескивание по межкристаллитным границам - это, так называемое, коррозионное растрескивание под напряжением (КРН). Причем, эти растягивающие напряжения могут быть как приложенными из вне, так и внутренними остаточными. С этих позиций продольные растягивающие напряжения могут достигать опасных значений при неравномерности по ширине полосы скоростей течения металла вдоль оси прокатки, вызванной несоответствием профиля подката профилю активного межвапкового зазора, неравномерностью смазки по ширине валков, различной шероховатостью, анизотропией механических свойств и тд. Эти напряжения также приводят к потере листового проката плоскостности (волнистости, коробоватости). При потере плоскостности величина внутренних остаточных напряжений снижается, что благоприятно сказывается на стойкости к КРН, однако может привести к некондиционности продукции по форме. Вследствие этого была разработана методика расчета параметров неплоскостности и внутренних остаточных напряжений в зависимости от неравномерности длин продольных волокон по ширине полосы. Принимая относительную неравномерность длин продольных волокон по ширине симметричной Ео(у), а прогиб полосы в виде №(х,у)=Гф(у)5т(я*/Х), (где X - длина полуволны), считая минимальной удельную энергию полосы, состоящую из удельных энергий волнообразования и остаточных продольных напряжений Ст[_(у), можно определить амплитуду прогиба { , длину полуволны X, профиль волны ф(у), остаточные напряжения аЦу) и остаточную разнодлинность ¡^(у). Результаты расчета представлены в графическом виде (Рис.2,3,4).

й

Неравномерности вытяжки Б)/(Ь/(Ь/2))2

Рис.2. Амплитуда прогиба {Рп как функция неравномерности вытяжки б|/(Ь/(Ь/2))2

) 2Ú0 4Ú0 6СЮ efio icco R

Неравномерности вытяжки £]/(h/(b/2))2

Рис.3 Длина полуволны У(Ь/2) как функция неравномерности вытяжки £|/(Ь/(Ь/2))2

Рис 4.Красная линия-тах|еи(у=±1)| как функция е, , черная-тах|е|(у)|= Е|*2/

Приведенные графики показывают, что после потери полосой плоскостности остаточные напряжения в полосе намного ниже предела упругости, что свидетельствует об отсутсвии стимуляторов КРН, но показатели формы требуют снижения разнодлинности на выходе из валков. В этой связи, была выведена формула определяющая величину и распределение дополнительного усилия натяжения прикладываемого к полосе для уменьшения разнодлинности полоы по ее ширине на выходе из валков Формула выведена из уравнения работ упругой деформации полосы при приложении к ней усилий натяжения и дополнительных усилий.

#о±

' П7й ПЛ

вш---Я

I I

■Л

к

^ /1

2*

( . птй пл

БШ---Я

Ь I

пл! пл 51П---Я

ь ь

где Ь-расстояние от линии соединяющей центры валков до опорно-направляющего ролика стана, ©-цилиндрическая жесткость ролосы, Ых - усилие натяжения, 1- расстояние от линии соединяющей центры валков до линии приложения дополнительной распределенной нагрузки, Д^(>>)-функция распределения разнодпинности по ширине полосы,

<К1

о

+2(1--гнЯГх

П71

п — 1

= н

П = 1

П71

Третья глава содержит результаты исследований физико-химических процессов, протекающих в межслойной зоне системы алюминиевый порошок - стальная беспористая полоса в процессе термообработки после их совместного деформирования. Описаны разработанные методики определения условий механической и термической акативации алюминиевого порошка, определения температуры образцов при высокоскоростном (до 300°С/сек) нагревании. Для проведения структурных и фазовых исследований использовали методы металлографии, рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), измерения микротвердости. Металлографические исследования проводили на оптическом микроскопе «ЫеорЫя - 21», микрорентгеноспектральный анализ - на установке «СатеЬах», измерение микротвердости - на приборе ПМТ - 3.

Для получения наиболее качественного антикоррозионного покрытия необходимо наличие промежуточного слоя ферроалюминидов. Этот слой необходим как с позиций эффективности антикоррозионной защиты (снижает разность потенциалов Ре и А1), так и качества сцепления слоев. Тем не менее, толщина интерметаллидного слоя должна быть минимальной, поскольку интерметаллидные соединения являются хрупкими.

Проведенные исследования структуры промежуточного слоя показали, что он состоит из двух фаз: интерметаллидных соединений РеАЬ и Ре2А15 Обе эти фазы имеют практически одинаковые физико-механические свойства и поэтому, при исследований интенсивности диффузионных процессов в зависимости от обработки давлением и скорости нагрева, их толщину суммировали. Изучение влияния степени деформации проводили на образцах с обжатием 5,10,20,40,50%. . Исследования показали, что образцы с обжатием 5% имеют однородное алюминиевое покрытие. Диффузионное взаимодействие наблюдается только в отдельных точках, интерметаллиды растут неравномерно, в отдельных точках - на стадии зарождения (глубина =1 мкм), в других достигают 7-9 мкм. Выдержка при температуре 700-750°С приводит к появлению в промежуточной зоне значительного оксидного слоя. Образцы с обжатием 10% имеют плотное однородное покрытие Диффузионное взаимодействие идет по всей поверхности стальной основы с образованием ровного интерметаллидного слоя глубиной 2мкм и отдельных «языков», достигающих 7мкм. Эта степень деформации обеспечивает образование плотного однородного слоя алюминиевого покрытия толщиной до 15 мкм. При увеличении слоя покрытия наблюдается его расслоение, а при толщине более 50мкм скалывание покрытия от основы

Образцы с 20% обжатием похожи на предыдущие, но толщина интерметаллидного слоя больше (6-8мкм), а отдельные «языки» вырастают до 10-17мкм. Также как и при 10% обжатии эти образцы отличаются однородным и плотным слоем алюминиевого покрытия в пределах толщины 25-35 мкм. Увеличение толщины слоя, особенно при пониженных скоростях нагрева, 50-100°С/с, приводит к появлению рыхлот

В образцах с обжатием 30 и 40% идет интенсивный рост интерметаллидного слоя. Так, на образцах с обжатием 40% весь алюминий диффундирует в стальную основу с образованием единого интерметаллидного слоя. Лишь на некоторых участках наблюдаются островки оставшегося алюминиевого покрытия, толщина которого не превышает 5мкм. При этом слой интерметаллида неоднороден, имеет множество рыхлот.

Эти исследования показали, что для получения качественного антикоррозионного покрытия наиболее приемлемой является прокатка композита с обжатием 20% Определив оптимальную степень обжатия, исследовали влияние скорости нагрева на толщину интерметаллидного слоя. Исследования проводились при скоростях нагрева от 50 до 300°/сек с интервалом 50°/сек. Результаты исследования влияния скорости нагрева и степени деформации на толщину интерметаллнческого слоя представлены на графиках рис 5,6.

40-

30-

20-

10-

з

50 100 150 200

Скорость нагрева, 7сек

250

Рис 3.6 Зависимость интерметаллического слоя от скорости нагрева образца (кривые снизу вверх: 8=5,10,20,30,40,50%)

40

30

20

10

10

20

30

40

Степень деформации, % Рис.6. Зависимость интерметаллического слоя от степени деформации (кривые снизу вверх: 50,100,150,200,250°/сек)

На основании анализа результатов экспериментальных исследований можно утверждать, что образование новой мелкозернистой структуры (первичная рекристаллизация) с увеличением протяженности границ зерен интенсифицирует диффузию. Это явление названо - рекристаллизация, инициирующая диффузию (РИД) Возникшая, при этом, высокая концентрация диффундирующего элементы на границах зерен матрицы, инициирует зарождение зерен новой фазы (в нашем случае алюминидов), интенсифицирует миграцию границ зерен, следовательно, наблюдается параллельно протекающий процесс ДИР (диффузии, инициирующая рекристаллизацию). Поскольку известно, что через алюминиды диффузия, как атомов алюминия, так и железа, значительно облегчается, идет интенсивный отток диффундирующих атомов с границ, насыщенных ими, во вновь образованное зерно новой фазы Коэффициент диффузии через интерметаллиды, который определяет скорость миграции новых межфазных границ, на порядок выше, чем коэффициент самодиффузии элемента, поэтому рост зерен новой фазы опережает рост рекристаллизованного зерна.

Обобщая результаты этого исследования можно сделать следующие

выводы:

• высокая скорость нагрева обеспечивает резкое увеличение протяженности границ зерен;

• увеличение протяженности границ зерен (рекристаллизация) интенсифицирует диффузию - РИД,

• концентрация диффундирующего элемента на границах зерен приводит к зарождению и росту зерен новой фазы «реакционной рекристаллизации» - ДИР;

• образующиеся интерметаллиды способствуют интенсивному оттоку диффундирующего элемента с границ зерен, создавая множество вакансий;

• диффундирующий через алюминид элемент способствует быстрому росту зерна алюминида, смещая его границы в соответствии с механизмом ДИГМ,

• преимущественный фронт диффузии направлен к тому материалу, в котором в данный момент происходит структурная перестройка.

В четвертой главе представлены результаты разработки измерителя распределения натяжения (внутренних остаточных напряжений 1-го рода), способа и устройства для оперативного снижения неравномерности деформаций посредством регулирования распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы.

Когда листовая сталь испытывает воздействие внутренних ] остаточных растягивающих напряжений, близких к пределу упругости, и соприкасается со специфической средой (для мало и средне углеродистых сталей - это вода), в ней происходит

растрескивание по межкристаллитным границам. Это явление называется коррозионным растрескиванием под напряжением (КНР). Основным видом борьбы с такими напряжениями является проведение термообработки для снятия внутренних напряжений. Однако, при листовой прокатке в полосах из-за неравенства условий процесса по ширине листа (ширине очага деформации) таких как несоответствие профиля активного зазора профилю полосы, неравномерность распределения натяжения, неодинаковые условия трения, анизотропия механических свойств полосы и т.д , полоса имеет разные длины волокон по ее ширине. Это вызывает в полосе большие внутренние остаточные напряжения первого рода, которые не снимаются термической обработкой. Это ставит задачу проведение постоянного контроля процесса прокатки с целью определения величины и распределения внутренних остаточных напряжений и своевременного воздействия на процесс для уменьшения величины этих напряжений. С целью контроля величины внутренних остаточных напряжений и их распределения в полосе был разработан измеритель распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы. На основании анализа таких устройств, проведенного в первой главе, было сделано заключение, что для получения качественной и оперативной информации о напряженном состоянии слоистого композита необходимо устройство, обладающее следующими качествами:

• расширенным диапазоном действия измерителя применительно к относительно узким полосам (до 1 метра), поскольку это основной сортамент слоистых листовых композитов системы сталь-алюминий;

• сокращенным межроликовым расстоянием для повышения точности измерения и исключения порчи поверхности композита;

• повышенной дифференциацией измерения по ширине полосы,

• конструкционной гибкостью устройства;

• простотой конструкции и дешевизной в изготовлении и эксплуатации.

Большинство перечисленных задач решается за счет применения безосевого

крепления опорно-измерительных роликов Такое крепление повлекло за собой разработку принципиально нового роликодержащего элемента. Конструкция такого элемента представлена на рис.7. Эта конструкция позволила устанавливать ролики с длиной образующей 10-15мм, что позволило довести дифференциацию измерений до 7 измерительных секции на ширине полосы 100мм. Применение сборки системы роликов с разделением между ними через шарнир позволило сократить промежутки между роликами до 0,3-0,5 мм В такие межроликовые промежутки, как показали теоретические расчеты и проведенные эксперименты, не происходит «затекания» прокатываемой полосы и, следовательно, порчи ее поверхности.

Общий вид разработанного устройства представлен на рис8. Устройство состоит из станины 1, на которой укреплена направляющая обойма 2, имеющая вертикальные сквозные каналы с латунными втулками 9 В эти каналы вставляются роликодержатели 4, на которых удерживаются измерительные ролики 3. Нижней сферической опорой роликодержатель опирается на упругий элемент (силомер) 5, который, в свою очередь, опирается через регулировочный болт 7 на основание I. Фиксация рабочего положения регулировочного болта осуществляется за счет цанги. Сигналы с силомеров 5 поступают на преобразователь аналоговых сигналов в цифровые и затем поступают на компьютер. На описанное устройство получено авторское свидетельство. Устройство прошло испытание при исследовательской работе и в промышленных условиях на правильной машине завода «Ижсталь». В результате были получены эпюры распределения натяжения, позволившие более глубоко изучить механизмы воздействия натяжения на напряженное состояние полосы, ее качество по форме, а также в условиях завода выявить недостатки, допущенные при монтаже машины, и устранить их.

На основании исследований проведенных с помощью описанного устройства было установлено 3 механизма воздействия натяжения на качество полос по форме' изменение эпюры давления металла в очаге деформации, изменение кинематических условий процесса прокатки по ширине полосы, внеочаговое растяжение (коротких волокон) полосы Определены критерии значимости их воздействия Такое углубленное представление о воздействии натяжения на процесс прокатки полос дало возможность разработать новые способ и устройство воздействия на процесс прокатки полос через перераспределение усилий натяжения при прокатке. Теория этого способа воздействия и формула определяющая величину и закон распределения прилагаемых дополнительных усилий приведена во второй главе. В данной главе приводится устройство для реализации этого способа снижения внутренних остаточных напряжений в прокатываемой полосе

Сложность регулирования формы полосы за счет перераспределения натяжения на входе в очаг деформации (ОД) состоит в том, что, распределение натяжения не имеет прямой связи с разной длиной волокон по ширине полосы перед очагом деформации В этой связи зачастую прикладывать дополнительные усилия натяжения приходится не на участках с меньшей вытяжкой, а наоборот. Помимо этого, согласно известному принципу Сен-Венана, точка приложения дополнительного усилия должна отстоять от очага деформации не далее чем величина ширины полосы Увеличение расстояния более размеров ширины полосы не только снижает эффективность воздействия, но и, в силу рассеивания напряжений, изменяет закон распределения прилагаемых дополнительных натяжений. Схема разработанного устройства представлена на рис8. На направляющей плите 1, которая закреплена на

шарнирных кронштейнах 2 и фиксируется в рабочем положении замками, установлены гидравлические цилиндры 3, количество которых берется равным количеству опорно-измерительных роликов измерителя распределения натяжения Штоки этих гидроцилиндров направлены в очаг деформации и заканчиваются обоймами 5, содержащими по два нажимных ролика 6, один из которых опирается на рабочий валок прокатного стана, второй - на полосу. Установка штоков под острым углом к полосе в направлении очага деформации позволяет максимально приблизить точку приложения усилия воздействия к линии центров валков, а конструкция роликовых обойм исключает скольжение опорных роликов относительно валков и полосы, а, следовательно, порчу их поверхностей

Принцип работы описанного устройства следующий: измеритель распределения натяжения, описанный выше, определяет наличие и величину внутренних напряжений (искажение формы полосы), а также место расположение его по ширине полосы Сигналы от измерителя поступают в ПК управляющего устройства, который по ранее выведенной формуле определяет усилия воздействия и подает команду на исполнительный механизм. Исполнительный механизм с помощью системы клапанов подает необходимое давление в цилиндры, приводя в движение штоки с роликовыми обоймами. Ролики, которые опираются на полосу, давят на нее, создавая необходимое распределение усилия натяжения, и, тем самым, улучшают форму полосы и снижают внутренние остаточные напряжения. Описанное устройство было выполнено в ГУ ИМЕТ УрО РАН и испытано на прокатном стане ЦКБММ-35, где показало высокую эффективность воздействия. На разработанный способ и устройство были получены авторские свидетельства №№ 990359 и 997881.

¡щ д

Рис 8. Устройство для регулирования формы полосы в процессе прокатки

Пятая глава содержит разработку технологии получения слоистого антикоррозионного композита системы беспористая стальная полоса - алюминиевый порошок, задачей разработки представленной ниже технологии было упрощение агрегатов нанесения порошка на полосу, минимизация количества ПАВ в наносимой суспензии порошка, повышение производительности установки и качества композита по механическим свойствам, адгезии покрытия к основе и геометрическим показателям

В основу установки по нанесению алюминиевого порошкового антикоррозионного покрытия прокаткой был взят имевшийся в ИМЕТ УрО РАН прокатный стан ЦКБММ-35 для рулонной прокатки полосы. В линию стана были смонтированы дополнительные агрегаты для подготовки полосы, нанесения порошка и совместной обработки композита Смонтированная установка представлена на рис. 9.

Полоса 3 с разматывателя 1, огибая поворотный барабан 2, поступает в агрегат механической зачистки 5, в котором ее моют растворителем и протирают Затем она проходит ряд абразивных барабанов и стальных щеток, снимающих слой оксидов. Очищенная полоса поступает в индуктор подогрева б, после которого на нее напыляют из системы пульверизаторов 7 суспензию алюминиевого порошка в 1 %-ном растворе карбометилцеллюлозы (КМЦ) и сушат в индукторе 8. Высушенная полоса входит в прокатный стан 9. где проводится обжатие, обеспечивающее необходимые условия для процесса алюминирования При выходе из стана полоса попадает в индуктор термической обработки 10, в котором проходит нагрев и диффузионное взаимодействие алюминиевого порошка и стальной основы. В зависимости от конкретной задачи полученную алюминированную полосу можно охлаждать водяным душем 11 или в барабане замедленного остывания 12. Готовая полоса сматывается на моталку 13.

г?11г? г? г? о

о о

13

Рис.9. Схема установки для нанесения алюминиевого антикоррозионного покрытия на стальную полосу.

Водная суспензия порошка, наносимого на зачищенную поверхность стальной полосы, не смачивает ее, а введение в суспензию ПАВ загрязняют полосу, экранирует порошок В этой связи для получения равномерно напыленного слоя порошка необходимо напылять его на подогретую полосу Температура полосы должна обеспечивать быстрое высыхание суспензии при образовании монослоя порошка и исключать заметное окисление поверхности полосы. Температуру подогрева определяли по формуле

Н-ьа|ТА1

и =

+ и

X*

СстЬстУст - Ь а1Уа1 + СА1)

где Ьд| - толщина единичного слоя порошка, м, 7д| - плотность покрытия, кг/м3; с, -средняя удельная теплоемкость воды в интервале температуры нагрева, Дж/(град *кг); к-соотношение жидкости и А1 порошка в суспензии, определяется по формуле (3 1); Ь -удельная теплота парообразования воды, Дж/кг; Сд| и - удельная теплоемкость алюминия

и стали, Дж/(град *кг); Ьст - толщина покрываемой полосы, м; уст - плотность стали, кг/м3; ^ - температура парообразования (100°С); х - скорость остывания полосы на воздухе (8-11°С/с); т - время движения полосы от индуктора до пульверизатора, с.

Прокатка полосы с нанесенным слоем порошка имеет многоцелевое назначение: обеспечение заданной плотности покрытия, хорошего контакта поверхностей А1 и стальной полосы и их схватывание, разрушение оксидных пленок на дисперсоидах А1 (активация порошка). В связи с этим весьма важно правильно определить режимы обжатия. Поскольку плотность покрытия и момент разрушения оксидных пленок являются функциями давления прокатки, то следует определить минимально необходимое давление для получения заданной плотности покрытия, а затем корректировать его с учетом необходимых обжатий для активации порошка и силы сцепления слоев. Давление прокатки, обеспечивающее заданную плотность покрытия, определяли по формуле

где тп - эмпирические коэффициенты, полученные для порошков данного

плотность порошка насыпная соответственно, кг/м3. Определенная таким образом величина давления прокатки проверяется по методике разработанной в главе 3 на достаточность этого давления для механической активации алюминиевого порошка Определенные из этих двух посылок давления сравнивают и выбирают большее и по этому давлению рассчитывают степень обжатия.

Для проверки силы сцепления слоев готового композита проводили испытания по следующей методике, степени деформации по следующей методике.

Образец стали (размерами 1.5x35x100) зачищали на агрегате зачистки установки (рис.9), затем на 0,75 его длины, напыляли суспензию алюминиевого порошка (толщина напыленного слоя я 2 мм) На оставшуюся 0,25 часть длины образца клали полиэтиленовую пластинку. Поверх порошка накладывали вторую стальную пластинку таких же размеров и полученный «сэндвич» прокатывали с заданной степенью обжатия. Интервал между обжатиями старались удерживать в пределах 5%. Полученные таким способом образцы термообрабатывали нагревали до температуры 700-720°С со скорость нагрева 250°/с пропусканием электрического тока. Полученный таким образом биметалл разрывали в разрывной машине, заправив в губки разведенные в разные стороны несваренные концы стальных пластин. Прочность сцепления оценивали по величине погонной нагрузки, т.е.

Р =

Ул - У

т

гранулометрического состава, м5/с2 и м3/кг соответственно; у„ и -у„ - плотность покрытия и

25 <3=Р/Ь,

где Р - усилие разрыва пластин, Ь - ширина пластины.

Степень обжатия определяли по вытяжке беспористого материала (стальной основе). Результаты экспериментов представлены на рис 10.

5

Я £ ё

100 80 60 40 20 0

« «

<» «

10 15

Степень обжатия, %

20

25

Рис. 10. Влияние степени обжатия на сцепление слоев.

Из графика видно, что прочность сцепления Al-Al и сталь-алюминий растет весьма интенсивно до 20% обжатия. Соскоб алюминиевого покрытия показывает, что сталь имеет светло-серый металлический цвет, т.е. оксиды на границе сталь-алюминий практически отсутствуют. При дальнейшем увеличении степени обжатия рост силы сцепления замедляется и после б==23% кривая зависимости силы сцепления от обжатия выходит на асимптотический участок. Таким образом, для практических целей получения слоистого композита сталь-алюминий (порошок) наиболее целесообразным является интервал обжатий 15-25%. Это совпадает с необходимыми степенями обжатия для уплотнения и активации порошка.

Натяжения полосы при прокатке является важным технологическим фактором. В предлагаемой технологии этот фактор приобретает еще большее значение Это связано с тем, что в линии прокатного стана на выходе из очага деформации происходит термическая обработка полосы с покрытием для спекания порошка и диффузионного взаимодействия между слоями композита. Нагрев полосы с покрытием приводит к тому, что из-за разных КТР стали и алюминия, покрытие в местах более слабого схватывания вспучивается. В образовавшийся зазор проникает кислород воздуха и окисляет полосу Слой оксидов на полосе препятствует протеканию диффузионных процессов. В результате

адгезия покрытия становится очень слабой, а в области наибольшего окисления вообще отсутствует. В этом случае даже при малейшей деформации основы покрытие отслаивается, и композит полностью теряет свои антикоррозионные свойства. Для устранения отрицательного воздействия разности КТР материалов покрытия и основы было принято решение упруго растянуть полосу таким образом, чтобы ликвидировать разницу длин основы и покрытия возникшую под действием температурного расширения. Для определения величины переднего натяжения была выведена формула

где 1р-температура интенсивного диффузионного взаимодействия материалов основы и покрытия я 350-400°С; КА| и Кст - коэффициенты термического расширения алюминия и стали; Еюо- модуль Юнга стали при температуре выхода из валков; ш -коэффициент влияния температуры на модуль Юнга. Как показали проведенные эксперименты, данные режимы натяжения полностью устранили этот дефект.

Термическая обработка композита также как и обжатие имеет многоцелевое назначение' спекание порошкового слоя, диффузионное взаимодействие слоев, обеспечивающее высокую прочность их сцепления, снятие внутренних напряжений после прокатки. При определении температуры нагрева пользовались также критерием наибольшей силы сцепления слоев по методике подобной ранее описанной, с той разницей что варьировали температурой обработки при постоянном обжатии образцов 23-25%. Результаты проведенных экпериментов представлены на рис. 11.

ст, > (1р-250)(КА1-Ксг)(Е|оо- пир)

температура Т, ф«д С

Рис. 11. Влияние температуры термообработки на усилие отрыва слоев.

На основании проведенных экспериментов установлено, что оптимальной температурой термообработки является 700-725°С. А для обеспечения необходимой производительности и небольших габаритов установки скорость нагрева должна быть 250°/сек.

Выбор технологической смазки и способа ее нанесения. Основное назначение технологической смазки в данном процессе - предотвратить налипание алюминиевого порошка на валки. Из многолетнего производственного опыта работы с алюминием известно, что наилучшую защиту от налипания обеспечивает керосин. Однако керосин не может быть рекомендован в силу того, что при производственных ритмах работы происходит большое выделение тепла из-за деформации металла, а керосин имеет довольно низкую температуру вспышки. Поэтому использование его как технологической смазки пожароопасно. Проведенный нами анализ смазок показал, что керосин можно заменить смазкой «Укринол - 207», имеющий в основе керосин с добавлением присадок, повышающих температуру вспышки в два раза. Температура вспышки «Укринол - 207» более 200°С. Поскольку процесс ведется с температурной стабилизацией 01>ал1„)в= 100°С), то «Укринол - 207» полностью удовлетворяет всем требованиям. Опыты, проведенные с этой смазкой, показали, что она, как и керосин, полностью защищает валки от налипания алюминиевого порошка.

Смазка должна быть нанесена тончайшим слоем, поскольку не должна размывать нанесенный слой алюминиевого порошка. Такой слой получается при нанесении смазки слабо пропитанной фетровой щеткой, трущейся о валок. Подача смазки на фетровую щетку производится с помощью коллектора с калиброванными отверстиями, которые обеспечивают необходимый расход смазки. Производственный опыт такого нанесения смазки довольно большой.

В заключение главы следует отметить, что ленты антикоррозионного композита, изготовленные по представленной технологии, прошли испытание на коррозионную стойкость в лабораторных условиях и в океанской воде в условиях острова Куба. Результаты испытания показали, что коррозионная стойкость образцов выполненных по предлагаемой технологии находится на одном уровне с образцами прошедшими холодное оцинкование.

В заключении представлено технико-экономическое сравнение разработанной технологии с альтернативными: горячим алитированием и традиционным плакированием. Показано, что разработанный способ экономически несравненно выгоднее, технологически более гибок и обладает большей экологической чистотой.

28

Выводы по работе

1. Разработана математическая модель совместной прокатки слоистой двухфазной системы беспористая полоса - порошок, позволяющая определять силовые и кинематические параметры очага деформации и прогнозировать геометрические показатели слоистого композита.

2. Математически описана волнистость полосы (краевая и серединная) с покрытием, вызванная неравномерностью вытяжек по ширине полосы, приводящая как к нарушению допустимых параметров по геометрии, так и к коррозионному межкристаллитному растрескиванию стальной полосы. Установлена связь остаточных продольных напряжений в полосе и ее формы.

3. Выведена формула, определяющая величину и закон распределения дополнительной нагрузки перераспределяющей натяжения для получения слоистых композитов с минимальными внутренними остаточными напряжениями 1-го рода.

4. Экспериментально изучены влияния пластической деформации и скорости нагрева на скорость протекания диффузионных процессов между слоями композита, механизм и очередность появления интерметаллических соединений Установлено, что в исследованном интервале температур доминирует дефектно-рекристаллизационный механизм реактивной диффузии, обуславливающий рост скорости диффузии с ростом степени деформации и скорости нагрева.

5. Разработан измеритель распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы (распределения внутренних остаточных напряжений 1-го рода), применительно к полосам сравнительно небольшой ширины (<1 м), с высокой дифференциацией измерения. (Авторское свидетельство № 719729)

6. Исследования, проведенные с помощью разработанного измерителя, позволили уточнить механизмы воздействия натяжения на величину и распределение внутренних остаточных напряжений 1-го рода, установить критерии их значимого воздействия.

7. Разработан способ и устройство мобильного управления внутренними остаточными напряжениями (т.е. формой прокатываемой полосы и ее коррозионной стойкостью к межкристаллитному растрескиванию) за счет перераспределения натяжения на входе в очаг деформации (авторские свидетельства №990359, №997881), что позволило эффективно регулировать распределением вытяжек по ширине полосы без порчи слоя покрытия

8. Разработан способ получения ленты из металлического порошка с постоянной заданной плотностью (Патент РФ № 2222410).

9. Разработаны способы получения антикоррозионного слоистого композита совместной прокаткой алюминиевого порошка и стальной беспористой полосы (Патент РФ №2081939, №2182191) с повышенной стойкостью к межкристаллитному растрескиванию.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Копиленко В.А. К вопросу о качестве формы тонкой полосы при прокатке. В кн. Ш Всесоюзная Научно-Техническая конференция "Теоретические проблемы прокатного производства", Днепропетровск, 1980, с.178.

2. Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Рейзис JI3. Устройство для измерения распределения натяжения по ширине полосы. A.C. № 719729. Б.И. № 9, 1980.

3. Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Рейзис Л.З. Способ регулирования формы тонколистового проката. A.C. № 990359. Б.И. № 3,1983.

4. Концевой Ю.В., Абдулов Ю.П., Рейзис Л.З. Устройство для регулирования формы тонколистового проката. A.C. № 997881. Б.И. № 7,1983.

5. Концевой Ю.В. Абдулов Ю.П. Натяжение и механизмы его воздействия на форму полосы при прокатке. Материалы всесоюзной конференции прокатчиков «Новые технологические процессы прокатки, интенсифицирующие производство и повышающие качество продукции. Челябинск. 1984. С.109. И 0.

6. 110.Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Рейзис Л.З. Способ прокатки тонких и тончайших полос. A.C. № 1194519. Б.И. № 44, 1985.

7. Игнатьев И.Э., Концевой Ю.В., Абдулов Ю.П. Регулирование формы прокатываемой полосы путем изменения натяжения по ее ширине. Совершенствование рабочих параметров машин. УрО АН СССР, 1985. с.30-36.

8. Концевой Ю.В., Игнатьев И Э Математическая модель многослойной прокатки /Теор.проблемы прокатного производства.//4 Всесоюзн конф,-Днепропетровск, 1988,ч2,с.212-213.

9. Игнатьев И.Э, Концевой Ю.В., Павлов В.Г. Влияние трения на напряженное состояние металла в очаге деформации при тонколистовой прокатке. - Изв.ВУЗов, Ч.М. №7,1990, с. 106-107.

10. Концевой Ю.В., Игнатьев И.Э., Пузако Д.В. Определение параметров волнистости прокатываемых полос энергетическим методом. - Теория и технология производства листового проката. - М., Металлургия, 1991. С. 86-92.

11. Ватолин H.A., Концевой Ю.В., Цхай Е.В. Технология алюминирования листовой стали методом накатки порошка. Сталь. 1996. № 12. С.44-46.

12. . Ватолин Н А , Концевой Ю.В., Цхай Е.В. Взаимодействие стальной пиолосы и алюминиевого порошка в процессе высокоскоростного отжига после пластического деформирования. Известия академии наук Металлы. № 1, 1997. С 95-100.

13. Ватолин Н А., Концевой Ю.В., Цхай Е.В. Способ покрытия стальной полосы алюминием. Патент РФ № 2081939, Бюл №17.1997.

14. Пастухов Э.А. Ватолин H.A., Концевой Ю.В.,Игнатьев И.Э., Рябова Р.Ф. Способ покрытия стальной полосы алюминием. Патент РФ № 2182191, БИ № 13,2002.

15. Буланов В.Я, Игнатьев И. Э., Концевой Ю.В., П.П.Савинцев. Рябова Р.Ф. К вопросу о расчете энергосиловых параметров консолидации дисперсных материалов давлением. //Труды ЮРГТУ, Волгодонск, 2002.

16. . Игнатьев И. Э., Буланов В.Я., Пастухов Э.А., Концевой Ю В., Рябова Р.Ф Метод расчета силовых показателей в очаге деформации при нанесении прокаткой порошкового материала на беспористую полосу. //Труды ЮРГТУ, Волгодонск, 2002.

17. Концевой Ю.В., Игнатьева Е.В., Игнатьев И.Э., Э.А. Пастухов, H.A. Ватолин Совершенствование технологии алюминирования листовой стали методом накатки порошка. Сталь, №4,2003. С.66,67.

18. Концевой Ю.В., Игнатьев И.Э , Пастухов Э А., Игнатьева Е.В. Технологические схемы и основные параметры получения антикоррозионных и антифрикционных слоистых композитов системы сталь-алюминий. Сб.науч.тр. Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) -2004 г. Волгоград, 20-23сентября 2004г. Волгоград 2004.Т.2, с.137-139.

19. Концевой Ю.В., Игнатьева Е.В., Ватолин H.A., Игнатьев И.Э. Особенности межслойного твердофазного диффузионного взаимодействия слоистых композитов при высокоскоростном нагреве. Сб.науч.тр. Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) -2004 г. Волгоград, 20-23сентября 2004г. Волгоград 2004.Т.2, с.140-141.

20. Пастухов Э А , Концевой Ю.В., Буланов В.Я., Игнатьев И.Э., Рябова Р.Ф. Способ получения ленты из металлического порошка. Патент РФ № 2222410. 2004.

Концевой Юрий Васильевич

Исследование физико-химических процессов в зоне контакта и разработка технологии получения слоистого антикоррозионного композита сталь-алюминий

Автореферат

Подписано в печать 14.03.07. Формат 60x84/1 б. Обьём^усл,- печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 54

Размножено с готового оригинал-макета в типографии "Уральский центр академического обслуживания". 620219, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91.

Введение

1. Теоретические и технологические проблемы получения коррозионно-стойких слоистых композитов системы сталь-алюминий.

1.1. Коррозия и защита от нее.

1.2. Способы нанесения алюминиевого защитного покрытия.

1.3. Основные показатели качества слоистых композитов системы сталь -алюминий и их зависимость от технологических режимов.

1.4. Способы и устройства для исследования распределения и величин внутренних продольных остаточных напряжений в полосовом композите в процессе прокатки и их роль в повышении качества

1.5. Методики расчетного определения критических напряжений устойчивости плоской формы полосы и параметров волнистости.

1.6. Способы воздействия на плоскостность в процессе прокатки.

1.7. Цели и задачи исследования.

2. Теоретические основы разработки технологии получения слоистых антикоррозионных композитов системы беспористая полоса - металлический порошок. 43 2.1. Расчет энергосиловых параметров процесса совместной прокатки беспористой полосы и металлического порошка. 43 2.2. Определение продольных напряжений в полосе при неравномерности входных и выходных скоростей по ее ширине в процессе прокатки.

2.3. Параметры волнистости полосы на выходе из очага деформации

2.4. Расчет регулирующего усилия для перераспределения натяжения на входе в очаг деформации.

3. Исследование физико-химических процессов взаимодействия слоев алюминия и стали при термообработке после пластического деформирования.

3.1. Методики проведения экспериментальных исследований.

3.2. Влияние степени деформации на диффузионные процессы и образование интерметаллидного слоя.

3.3. Влияние скорости нагрева на диффузионные процессы и образование интерметаллидного слоя

3.4. Анализ результатов экспериментов.

3.5. Механизм физико-химических процессов в межслойной зоне и теоретическое обобщение результатов экспериментального исследования.

4. Разработка условий, способов и инструментов для получения слоистых композитов с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию.

4.1. Влияние натяжения при прокатке на продольные внутренние остаточные напряжения в слоистом тонколистовом композите.

4.2. Разработка устройства для измерения распределения натяжения по ширине полосы.

4.3. Разработка способа и устройства для получения композита с минимальными остаточными напряжениями растяжения

5. Разработка технологии получения слоистого антикоррозионного полосового композита системы стальная беспористая полоса - алюминиевый порошок.

5.1. Разработка установки по нанесению алюминиемвого порошкового покрытия на стальную полосу.

5.2. Определение режимов обжатия при совместной прокатке полосы и порошка

5.3. Выбор режимов натяжения полосы при прокатке.

5.4. Определение режимов термической обработки композита.

5.5. Выбор технологической смазки и способа ее нанесения. Температурный режим валков.

5.6. Испытание полученного композита на коррозионную стойкость.

6. Технико - экономическое сравнение предлагаемой технологии алюминиро-вания полосы и альтернатив

Выводы

Композиты - объемное монолитное искусственное сочетание разнородных по форме и свойствам двух или более материалов (компонентов), с четкой границей раздела, использующее преимущества каждого из компонентов и проявляющее новые свойства, обусловленные граничными процессами [1]. Слоистые композиты отличаются от других по структуре - они составлены из чередующихся слоев различных по природе или составу листовых материалов, по расположению компонентов (нет строгого выделения матрицы) и по направленности проявления свойств - они анизотропные (по конструкции). Благодаря основному своему свойству - эмерджентности композиты все более активно входят в жизнь и заменяют традиционные материалы в энергетике, аэрокосмическом и транспортном машиностроении, средствах информации и связи и т.д.

Слоистые композиты системы сталь- алюминий известны и широко используются весьма длительный период времени. Такому широкому использованию этого композита способствовали то сочетание свойств, которое ему делегировали входящие компоненты: алюминий - высокую коррозионную стойкость, электропроводность, пластичность и низкие трибологические характеристики, сталь - высокую прочность, пластичность, доступность и относительную дешевизну. Основные области применения - производство коррозионно-стойких, антифрикционных, проводниковых и контактных композиционных материалов.

Коррозионно-защитные свойства алюминия применяются с начала прошлого века в виде биметалла сталь - алюминий, производящегося, в основном, плакированием тонкого листа алюминия на стальной лист. Со второй половины XX века слоистый листовой композит системы сталь - алюмооловяни-стый сплав стал широко применяться как антифрикционный материал для производства вкладышей (подшипников скольжения) при производстве двигателей внутреннего сгорания. Коррозионно-стойкие биметаллы находят широкое применение в виде тонких и толстых листов, проволоки, а также труб в химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, судостроении и энергетике. Однако производство биметалла из беспористых листов стали и алюминия - процесс весьма трудоемкий, энергозатратный и, как следствие, дорогой. Поэтому с середины прошлого века начинаются поиски новых методов нанесения антикоррозионного слоя на стальную основу. Эти поиски привели к созданию большого числа способов, в числе которых способ напыления, гальванического покрытия, горячего алюминирования и т.д. Такие успехи дали толчок к увеличению доли алюминиевого покрытия в общем количестве используемых листов с антикоррозионным покрытием, в 6 раз. Особо обратили на себя внимание методы покрытия с использованием дисперсного алюминия. Эти методы побудили энтузиазм разработчиков и исследователей своей технологической гибкостью, компактностью, экономичностью. Создается целый ряд установок и технологических линий во всех технически развитых странах: Англии, Японии, Германии, СССР и др.

Такие же подвижки в сторону использования дисперсного алюминия произошли в разработках методов создания антифрикционных композиционных материалов. Уникальные возможности порошковых материалов по созданию псевдосплавов с матричной структурой и равномерно распределенным антифрикционным наполнителем подтолкнули исследователей к разработке новых антифрикционных покрытий с повышенными служебными характеристиками.

В Государственном учреждении Институт металлургии УрО РАН автором совместно с другими исследователями также была разработана установка для получения коррозионностойкого и антифрикционного композитов [2]. В процессе разработки технологических характеристик процесса возникли ряд теоретических и практических проблем связанных с особенностью диффузионных процессов в контактном слое при термической и механической обработке композита, проблем снижения влияния обработки давлением на коррозионную активность основы и покрытия. В данной работе приведены результаты решения указанных проблем, а также приведены технологические режимы получения слоистых композитов антикоррозионного назначения, результаты их испытаний.

ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель совместной прокатки слоистой двухфазной системы беспористая полоса - порошок, позволяющая определять силовые и кинематические параметры очага деформации и прогнозировать геометрические показатели слоистого композита.

2. Математически описана волнистость полосы (краевая и серединная) с покрытием, вызванная неравномерностью вытяжек по ширине полосы, приводящая как к нарушению допустимых параметров по геометрии, так и к коррозионному межкристаллитному растрескиванию стальной полосы. Установлена связь остаточных продольных напряжений в полосе и ее формы.

3. Выведена формула, определяющая величину и закон распределения дополнительной нагрузки перераспределяющей натяжения для получения слоистых композитов с минимальными внутренними остаточными напряжениями 1-го рода.

4. Экспериментально изучены влияния пластической деформации и скорости нагрева на скорость протекания диффузионных процессов между слоями композита, механизм и очередность появления интерметаллических соединений. Установлено, что в исследованном интервале температур доминирует дефектно-рекристаллизационный механизм реактивной диффузии, обуславливающий рост скорости диффузии с ростом степени деформации и скорости нагрева.

5. Разработан измеритель распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы (распределения внутренних остаточных напряжений 1-го рода), применительно к полосам сравнительно небольшой ширины (<1 м), с высокой дифференциацией измерения. (Авторское свидетельство № 719729)

6. Исследования, проведенные с помощью разработанного измерителя, позволили уточнить механизмы воздействия натяжения на величину и распределение внутренних остаточных напряжений 1-го рода, установить критерии их значимого воздействия.

7. Разработан способ и устройство мобильного управления внутренними остаточными напряжениями (т.е. формой прокатываемой полосы и ее коррозионной стойкостью к межкристаллитному растрескиванию) за счет перераспределения натяжения на входе в очаг деформации (авторские свидетельства №990359, №997881), что позволило эффективно рейдировать распределением вытяжек по ширине полосы без порчи слоя покрытия.

8. Разработан способ получения ленты из металлического порошка с постоянной заданной плотностью (Патент РФ № 2222410).

9. Разработаны способы получения антикоррозионного слоистого композита совместной прокаткой алюминиевого порошка и стальной беспористой полосы (Патент РФ №2081939, №2182191) с повышенной стойкостью к межкристаллитному растрескиванию.

1. Андреева А.В. Основы физикохимии и технологии композитов. Учебное пособие для вузов. - М.: ИПРЖР, 2001. - 1892с.: ил.

2. Ватолин Н.А., Концевой Ю.В., Цхай Е.В. Технология алюминирования листовой стали методом накатки порошка. Сталь. 1996. № 12. С.44-46.

3. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней.Введение в коррозионную науку и технику: Пер. с англ./Под ред. A.M. Сухотина.-Jl.: Химия, 1989. Пер. изд., США, 1985.-456с.: ил.

4. Коррозия. Справочник. Под ред. JI.JI. Шрайдера. М.: Металлургия, 1981, 632С.

5. Шитов А.В., Климушкин А.Н. и др. Освоение технологии производства проката с цинковым и алюминиевым покрытиями. / Сталь,2000, №6.

6. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М.: Машиностроение, 1986. -280 с.

7. Просвирин В.И., Зудин И.Ф. Твердое алитирование. Госплан СССР. ИТЭИ №6,1944. 25с.

8. Засуха П.Ф., Корщиков В.Д., Бухвалов О.Б., Ершов А.А. Биметаллический прокат. М. Металлургия. 1971. 264с.

9. Фриэ В. и др. Черные металлы. 1968. №6. С. 3-11.

10. Anticorrosive Mater, and Processes Mag. 1963. №1, P. 14-15.

11. Корщиков В.Д. и др. Сталь. 1968. №5. С.441-444.

12. Мойтен Б., Тенгабен У. Черные металлы. 1965. № 26. С.38-46.

13. D.R. Brown М. Sc., А.Е. Jackson. The "Elphal" strip-aluminising process //Sheet Metal Industries, 1962, vol.39, №420, pp.242-256.

14. Bullough W. J. Iron and Steel Inst. 1967, vol. 205, № 1, p. 6-10.

15. Hamada Motoharu, Kubo Hiroshi, Harada Shun-ichi. J. Metal Finish. Soc. Jap. 1980, v. 31. №12, p.652-660.

16. Виткин А.И., Тейндл И.И. Металлические покрытия листовой и полосовой стали. М.:Металлургия, 1971,496 с.

17. G.Sugano, K.Mori, K.Inoue. A New Aluminium Coating Process for Steel. Electrochemical Technology, Sept.-Oct.1968, vol.6,N9-10, pp.326-329

18. H. Motoharu, H. Shun-ichi. Method of producing aluminium or aluminium alloys coated steel sheets with aid of powder method. Kawasaki Steel Corp.. Pat.USA, 427/192, (C23C 9/00, C23B 5/50), № 4061801, 1977.

19. Залазинский А.Г. Пластическое деформирование структурно-неоднородных материалов. Екатеринбург. УрО РАН.-2000.

20. Jonson K.J., Keller D.V. J.Appl.Phys.,1967,v.38,N4.

21. Балакин В.И., Хренов К.К. //Автоматическая сварка. 1966, №2, с.7-9.

22. Hofmann W., Schuller H.J. Zeitschrift fur Metallkunde, 1958 Bd. 49, H.6, s.302

23. Пузако Д.В., Дельмухаметов З.Р. Исследование влияния параметров прокатки на свариваемость двуслойных алюминиевых образцов. В кн. Тело-ретические проблемы прокатного производства. Тезисы докладов. 4.2. Днепропетровск, 1988.

24. Курицына А.Д. и др. Металловедение и термическая обработка, 1959, №2, с.2.

25. Виткина Э.И. Производство полосовой стали с алюминиевым покрытием за рубежом, ЦИИН ЧМ, серия 7, инф.6,1968.

26. Бакалюк Я.Х., Проскурин Е.В. Трубы с металлическими противокоррозионными покрытиями. 2-е изд., перераб. И доп. М., Металлургия, 1985, 200 с.

27. Ващенко К.И. и др. Биметаллические отливки железо алюминий. «Машиностроение», 1966.

28. Павлов И.М. Теория прокатки.-М.:Металлургиздат,1960

29. Павлов И.М., Бринза В.Н. Исследование деформации биметалла титан-сталь при прокатке.//Цветные металлы,!961,№11

30. Бояршинов М.И. Средние удельные давления на валки при прокатке биметалла. Труды МГМИ, №4, Магнитогорск, 1958, с. 184-189.

31. Бояршинов М.И. Средние удельные давления на валки при прокатке биметалла. Труды МГМИ, №4, Магнитогорск, 1958, с. 184-189.

32. Аркулис Г.Э. Совместная пластическая деформация разных металлов. М.:Металлургия.1964,253с.

33. Аркулис Г.Э., Дорогобид А. А Теория пластично-сти.М. :Металлургия, 1987.

34. Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. М.: Метал-лургиздат. 1962.

35. Н. Ford, F. Ellis, D.R. Brand. Cold Rolling with Strip Tensions./J. Iron and Steel Inst., v.168, May 1954, p.51

36. Колмогоров B.JI. Напряжение, деформации, разрушение. M: Металлургия. 1970.

37. Архангельский А.В., Полухин П.И. и др. Расчет давления при прокатке биметаллического пакета. В кн.:Пластическая деформация металлов и сплавов. №47,1968, с.137-141.

38. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М. Машиностроение, 1986. 280с.

39. Герцрикен С.Д., Дехтяр И.Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе.-М.:ГИФМЛ,1960, 564с.

40. Прокатка металлических порошков/ Виноградов Г.А., Семенов Ю.Н. и др.-М.:Металлургия,1969.-382с.

41. Коковихин Ю.И. Теория расчета удельных давлений и послойных продольных напряжений при прокатке широких слоистых полос. Труды МИИТ, 1986, вып.776, с.61-69.

42. Горбачев Е.Б. Теоретическое исследование процесса прокатки двухслойной биметаллической полосы с учетом упрочнения слоев. Труды МИИТ, 1986, вып.776, с.61-69.

43. Голованенко С.А., Меандров JI.B. Производство биметаллов. М. Металлургия, 1966, 353с.

44. Игнатьев И.Э., Концевой Ю.В., Павлов В.Г. Влияние трения на напряженное состояние металла в очаге деформации при тонколистовой прокатке. -Изв.ВУЗов, Ч.М. №7,1990, с. 106-107.

45. Напряженное состояние и кинематика при прокатке порошковых материалов на металлической подложке./Потапкин В.Ф., Левкин А.Н. и др. // Порошковая металлургия (Киев) 2000 - №1-2, с.13-21.

46. Канонические законы трения в условиях обработки металлов давлени-ем./Хайкин Б.Е.//Изв.Вузов. Цв.металлургия-1997-№4, с.29-35.

47. Концевой Ю.В., Игнатьев И.Э. Математическая модель многослойной прокатки ./Теор.проблемы прокатного производства.//4 Всесоюзн.конф.-Днепропетровск, 1988,ч2,с.212-213.

48. Одномерное математическое моделирование напряженно-деформированного состояния при прокатке порошковых материа-лов./Потапкин В.Ф.,Сатонин А.В. и др.- Краматорск, 1996-Деп. в УкрИНТЭИ 25.10.96. №68-yi96

49. Суяров Д.И., Беняковский М.А. Качество тонких стальных листов. М., Металлургиздат, 1964,170 с.

50. Абдулов Ю.П., Суяров Д.И. Условия прокатки тонких листов и лент с ровной поверхностью. В кн. Технологические основы рационализации листопрокатного производства. М., Металлургия 1966, с.69-80.

51. Железное Ю.Д. Прокатка ровных листов и полос. М. Металлургия, 1971, 198 с.

52. Выдрин В.Н. Об основах теории планшетности полосы. В кн. Теория и технология прокатки. Тр. ЧПИ, Челябинск, 1972, №102, с.208.

53. Григорян Г.Г., Железное Ю.Д., Черный В.А. и др. Настройка, стабилизация и контроль процесса тонколистовой прокатки. М.,Металлургия, 1975, 368 с.

54. Edwards W.J. Desing of entry strip thickness controls for tandem cold mills. "Automat.Mining, Miner, and Metal Process Proc. 2-nd IF AC Symp",1976.

55. International Conferencs of Steel Rolling, Iron and Steel Inst. Jap. 1980, IX, 712 pp.

56. Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Копиленко В.А. К вопросу о качестве формы тонкой полосы при прокатке. В кн. Ш Всесоюзная Научно-Техническая Конференция " Теоретические Проблемы Прокатного Производства", Днепропетровск, 1980, с. 178.

57. Целиков А.И.,Никитин Г.С., Рокотян С.Е. Теория продольной прокатки. М., Металлургия, 1980, 320 с

58. Кальменев А.А. К оценке влияния натяжения при прокатке на давление. Известия ВУЗов, Ч.М., № 11,1990, с.35-37.

59. Полухин П.И., Николаев В.А., Полухин В.П.,. и др. Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке. М., Металлургия, 1974, 200 с

60. Скороходов В.Н., Заверюха В.Н.,Яременко В.Н. и др. Пластическая деформация металлов и сплавов. М., Металлургия, 1975,(сб. МИСиС №80), с. 123-126.

61. Выдрин В.Н.,Судаков Н.В., Остсемин Е.А. Скорости течения металла при неравномерных условиях деформации по ширине полосы. Известия ВУЗов Ч.М. №1,1980, с.68-72.

62. Патент США, №3590285,1971.

63. Патент Англия № 1151427,1968.

64. Денисов П.И. Поточный контроль прокатываемых полос методом муар. М., Металлургия, 1982,119с

65. Коломийцев Ф.И., Быстряков Н.П.,Кармазь Э.С. и др. Измерение волнистости и коробоватости листового проката с использованием волн сверхвысоких частот. Металлургическая и горнорудная промышленность. 1971,№4 с. 24-26.

66. Третьяков А.В., Зиновьев Е.А. Авт. свид. № 268242, Б.И.,1970, № 34.

67. Asano К., Kupo М., Arimona Т. Transactions on Industrial Electronics and Control Instrumetation. 1970, v.17, №2, p. 67-70.

68. Pearson W.K.//J.Inst. Metals. 1964,v.,69 №5, p. 169.

69. Семенов С.П. Производство крупных машин. М., Машиностроение, НИИ-ТЯЖМАШ № 17, 1968, с.46-50.

70. Хотомлянский A.JI. Козловский B.C. Приспособление для замера план-шетности полос. Бюллетень ЦНИИН, 1970, №8.

71. Bravington С.А., Cheek C.V., Expeariense in testing a shape control strategy on a production cold rolling mill. Conf. meas and Contr. Mills Seventies, Sheffield, 1970. London, 1972.

72. Kopstein E., Radecke R., Schmidt M., Sturzenbecher K. Messung der Verteilung des sperifischen Badzugs beim Kaltwalzen breiter Stahlbander. Neue Hutte, 1974,v.19 №6, z. 337-338.

73. Modernes ungarisches Planheitsmebgerat fur Kaltwalzwerke. Stahl und Eisen, 1980, № 24, z. 1478-1479.

74. Патент США №3245241, 1967.

75. Haraguchi S., Kajiwara J., Huta K. Bull 1SME, 1971, v.l4 № 67.

76. Berger В., Thies H., Neuschiitz E. Planheitsfehler bei kaltgerwalztem Band und Erprobung eines Gerates zuz Planheitsmessung. Stahl und Eisen, 1975, 95, №22 z.1051-1056.

77. Сивилотти О.Д., Карлсон П. Патент СССР №232159, Бюллетень №36, 1968.

78. Sivilotti 0.//J. Iron and Steel Eng., 1973, v.50, №6.

79. Flatness trans Juar for cold stripmills. Sheet Metal Eng . 1971, v. 48, № 10, p.768-769.

80. On-line shape control for cold-rolled strip. Metals and Mater. 1976, June, p.26-32.

81. Флинт P. Патент СССР № 290509, Б.И. №2, 1971.

82. Павельски О., Шулер Ф. Черные металлы, 1970. №22, с.30-39.

83. Роганов В.Ф. и др. Авторское свидетельство № 262228ю Б.И. №6,1970.

84. Целиков А.И. и др. Авторское свидетельство № 4187436 Б.И. №9,1974.

85. Заикин В.А., Иекель Л.Г., Ромаданов С.И. и др. Устройство контроля распределения натяжения по ширине полосы. Тр. ВНИИМЕТМАШ, 1978, №52, с.115-120.

86. Oberhaus R. Regelung der Bandplanheit in Kaltwalzwerken "BBC- Nachr." 1980, v.62,№ll z.451-456.

87. Mebeinrichtungen zur Ermittlung der spezifischen Lugspannungsverteilung. Stahl und Eisen 1981,101,№ 23 z.24.

88. Бычков Н.П., Мысиков Б.В., Бушев A.B. и др. Авторское свидетельсво № 714714, Б.И. №2, 1980.

89. Herzog A., Sehwenzfeier W. Ein newes verfahzen zur Messung der Band Spanung sverteilung beim Kaltwalzen. Berg und Huttenman Mondtsh, 1976, t.121, №5, z. 192-198.

90. Сано Кадзуо и др. Исследование способа конроля планшетности полосы при горячей прокатке. Журнал института железа и стали. Япония, 1979, т.65, № 11, с.278

91. Бровман М.Я. Расчет устойчивости тонких листов при прокатке. Известия ВУЗов.Черная Металлургия. 1975.,с.79-82.

92. Куприн М.И. и др. Неравномерность деформации, критическая для коробления тонкого листа при прокатке. Известия ВУЗов. Ч.М. 1989,№ 12, с. 7073.

93. Б.А. Поляков. Энергетический метод определения параметров неплоскостности полосы при тонколистовой прокатке. Известия ВУЗов. Ч.М. 1986, №6, с. 56-60.

94. Кузнецов JI.A., Блюмин С.А., Божков А.И. Исследование взаимосвязи характеристик неплоскостности полосы и эпюры удельных натяжений при холодной прокатке. Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1989, №8, 62-67с.

95. Яременко В.Н. Исследование причин нарушения плоскостности лент при холодной прокатке и способы их устранения. Автореф. дис.канд.наук. Магнитогорск,Магнитогорский горно-металлургический ин-т, 1981.

96. Скороходов Н.Е.,Заверюха В.Н., Нижник П.П. и др. Продольные напряжения в концах полосы при холодной прокатке с неравномерными вытяжка по ширине. Известия ВУЗов .Ч.М. 1976, №3 с. 71-73.

97. Скороходов Н.Е.,Нижник П.П., Заверюха В.Н. Условия коробления листов при холодной прокатке . Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1971. №7, с.96-99.

98. Скороходов Н.Е., Заверюха В.Н., Яременко В.Н. и др. Волнообразование при холодной прокатке полос и листов. Известия ВУЗов. Ч.М.1973,№7, с. 7081.

99. Зиновьев Е.Г. Исследование неплоскостности тонколистового проката, разработка и внедрение систем регулирования профиля и формы полосы на станах холодной прокатки. Дис. .канд.техн. наук. М., ВНИИМЕТМАШ, 1974.181 с.

100. Выдрин В.Н., Судаков Н.В., Остсемин В.А. Скорости течения металла при неравномерных условиях деформации по ширине полосы. Извнстия ВУЗов. Ч.М.1979, №3 с.62-66.

101. Лель Р.В., Двинский В.М., Рудаков В.А. Оптимизация процесса холодной листовой прокатки.Свердловск, УНЦ АН СССР, 1984. 130 с.

102. Рокотян С.Е. Теория прокаки и качество металла. М.,Металлургия, 1981, 224 с.

103. Neues System zur Regelung der Bandplaheit. Stahl und Eisen, 1981, 101, №17, z.48.

104. Химич Г.JI. и др. Система автоматического регулирования профиля и формы полосы на станах холодной прокатки. Бюллитень ин-та "Черметин-формация", 1969,№22(618) с.38-39.

105. Eibe Werner W., Huzyak Paul E. Rolling mill crown prevention and control means. Pat.USA № 3621695,1971.

106. Моцумото Конти. Процесс получения плоского проката без разнотол-щинности по ширине. Японская заявка № 50-35494,1976.

107. Yasui Eizo.//J.Iron and Steel Inst. Jap.l981,v.67, №4, p.356.

108. Nagai Toshiniko, Yamada Junzo, Masui Takeshi, Kuwayama Tetsuya//Iron and Steel Eng. 1983, v.60, №1, p.56-63.

109. Окабэ Тосиро, Наои Такаюки. Прокатный листовой стан с гидростатической опорой скольжения бочки. Заявка №55-144700. 1982 Япония.

110. Полухин П.И. и др. Устройство для регулирования теплового профиля бочки прокатного валка. Авторское свидетельство № 601059,1978.

111. Unger Friedmar, Weber Karl-Heinz. Berechnung von Raltwalzen im stationaren Arbeitszustand. Neue Hute, 1978,23, №11, z.408-412.

112. Гарбер Э.А. и др. Способ регулирования теплового профиля валка. А.с.№ 662180,1979.

113. Chefneux L.,Mignou J., Wilmotte S. Evolution of the working rolls camber during cold rolling. Met. Repts CRM. Benelux, 1981,№58 , p.3-13.

114. Furuya Takashi e.s. New desing 6-h cold mill (НС-mill) solves shape problems. Iron and Steel Eg. 1979,v. 56, № 8, p. 40-45.

115. Скороходов B.H. и др. Определение усилий осевого перемещения промежуточных валков шестивалкового полосового стана. Пластическая деформация металлов и сплавов.(Научные труды МИСиС №140), М.,Металлургия,1982, с. 112-114.

116. Акао Кацу, Нисимура Такаси. Холодная прокатка металлических листов. Японская заявка № 51-148388,1978.

117. Иванами Нориою Японская заявка № 53-41045,1979.

118. Сиодзами Хироюки и др. Японская заявка № 51-54293, 1977.

119. Залевский Е.А., Цветков В.Н. Система автоматического регулирования профиля и формы полосы. Авторское свидетельство №942842. Б.И., №26, 1982.

120. Осима Кэйдзё, Мацумия Кацуюки. Способ прокатки тонких полос. Патент №56-20082, 1981, Япония.

121. Журухин М.И.,Эйдензон В.М.,Бухвалов О.Б., Хайкин Б.Е. Устройство для автоматического регулирования плоскостности прокатываемых полос. А.с.№827204,1981.

122. A new compact cold rolling mill for high flatness. Stradell Per-Olof. Int. Conf. Steel Roll., Tokyo, 1980, Proc. Vol.1, p.568-578.

123. Железное Ю.Д.,Кузнецов JI.А.,Божков А.И. и др. Сталь, 1985,№ 10 с. 50 -52.

124. Григорьев А.К., Рудской А.И. Деформация и уплотнение порошковых материалов.-М. :Металлургия, 1992.-193с.

125. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости.М.:Наука, 1979,560с.

126. Бальшин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна.-М.:Металлургия,1972.-336с.

127. Игнатьев И. Э., Буланов В.Я., Пастухов Э.А., Концевой Ю.В., Рябова Р.Ф. Метод расчета показателей в очаге деформации при нанесении прокаткой порошкового материала на беспористую полосу. //Труды ЮРГТУ, Волгодонск, 2002.

128. Тимошенко С.П. Устойчивость упругих систем. М.: Гостехиздат, 1955, с.211-213.

129. Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Рейзис JI.3. Способ регулирования формы тонколистового проката. А.С. № 990359. Б.И. № 3,1983.

130. Концевой Ю.В., Абдулов Ю.П., Рейзис JI.3. Устройство для регулирования формы тонколистового проката. А.С. № 997881. Б.И. № 7, 1983.

131. Игнатьев И.Э., Концевой Ю.В., Абдулов Ю.П. Регулирование формы прокатываемой полосы путем изменения натяжения по ее ширине. Совершенствование рабочих параметров машин. УрО АН СССР, 1985. с.30-36.

132. Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Рейзис JI.3. Способ прокатки тонких и тончайших полос. А.С. № 1194519. Б.И. № 44, 1985.

133. Абдулов Ю.П., Концевой Ю.В., Рейзис JI.3. Устройство для измерения распределения натяжения по ширине полосы. А.С. № 719729. Б.И. № 9, 1980.

134. Неверов В.И., Пименов В.Н. Кинетика роста фаз в системе железо-алюминий //ФиХОМ, 1980,N5,с. 104-108.

135. Бакаринова В.И., Устинов JI.M. Физико-химическое взаимодействие в композиционных материалах из сплавов алюминия, армированных стальной проволокой //МиТОМ, 1974, № 9. С.52.

136. Павлов И.М. Теория прокатки. Металлургиздат,1950.

137. G.Sugano, K.Mori, K.Inoue. A New Aluminium Coating Process for Steel. //Electrochemical Technology, Sept.-Oct.1968, vol.6, N9-10, pp.326-329.

138. Физическое металловедение. Под ред. Р.Кана. М.:Мир,1968.

139. Бокштейн Б.С., Копецкий Ч.В., Швиндлерман JI.C. Термодинамика и кинетика границ зерен в металлах. М.:Металлургия, 1986,224 с.

140. Брик В.В. Диффузия и фазовые превращения в металлах и сплавах.-Киев: Наукова думка, 1985,232 с.

141. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.:Металлургия, 1978,568с.

142. Иванов В.И., Осипов К.А. Возврат и рекристаллизация в металлах при быстром нагреве. М.:Наука,1964.

143. Электротермическая обработка металлов и сплавов. М. Металлургия, 1978.

144. Третьяков А.В., Трофимов Г.К., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М., Металлургия, 1964.

145. Ватолин Н.А., Концевой Ю.В., Цхай Е.В. Взаимодействие стальной пио-лосы и алюминиевого порошка в процессе высокоскоростного отжига после пластического деформирования. Известия академии наук. Металлы. № 1, 1997. С.95-100.

146. М. Moriyama, М. Kajihara. Fast Penetration of Cu in Ni of Cu/Ni/Cu Diffusion Couples Due to Diffusion Induced Recrystallization. ISIJ International. Vol.38, 1998, No.5. pp.489-494.

147. F.J.A.den Broeder, S. Nakahara. Diffusion induced grain boundary migration recristallization //Scr. Met. Vol.17, pp.399-404 (1983).

148. Лариков H.H. Механизмы диффузии в интерметаллических соединени-ях.//Металлофизика. 1992. Т. 14. № 8, с. 19.

149. Ворошнин Л.Г., Хусид Б.М., Хина Б.Б. Физико-химический механизм реакционной диффузии при химико-термической обработке// Диффузионное насыщение и покрытия на металлах. Киев: ИПМ АН УССР, 1988. С.60.

150. Джонс Р.Д., Джонс Д.П. Стальная полоса, алюминированная горячим погружением для защиты от коррозии// окрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа. М., Металлургия, 1991. С. 67.

151. Проценко З.Н., Зарубицкий О.Г., Подафа Б.П. Сплавообразование на железном катоде в процессе электрохимического восстановления алюминия // Укр. Хим. Журн. 1989. Т. 55. № 4. С.383.

152. Ватолин Н.А., Концевой Ю.В., Цхай Е.В. Способ покрытия стальной полосы алюминием. Патент РФ № 2081939, Бюл.№17.1997.

153. Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов. М., Машиздат, 1962, 856 с.

154. Электротермическая обработка металлов и сплавов. М.:Ме-таллургия, 1978,320 с.

155. Электротермическая обработка и теплое волочение стали/ Хасин Г.А., Дианов А.И., Попова Г.Н. и др. М.: Металлургия, 1984,152 с.

156. Концевой Ю.В., Игнатьев И.Э., Пузако Д.В. Определение параметров волнистости прокатываемых полос энергетическим методом. Теория и технология производства листового проката. -М., Металлургия, 1991. С. 86-92.

157. Буланов В.Я., Игнатьев И. Э., Концевой Ю.В., П.П.Савинцев. Рябова Р.Ф. К вопросу о расчете энергосиловых параметров консолидации дисперсных материалов давлением. //Труды ЮРГТУ, Волгодонск, 2002.

158. Пастухов Э.А., Концевой Ю.В., Буланов В.Я., Игнатьев И.Э., Рябова Р.Ф. Способ получения ленты из металлического порошка. Патент РФ № 2222410. 2004.

159. Пастухов Э.А. Ватолин Н.А., Концевой Ю.В.,Игнатьев И.Э., Рябова Р.Ф. Способ покрытия стальной полосы алюминием. Патент РФ № 2182191, БИ № 13,2002.

160. Концевой Ю.В., Игнатьева Е.В., Игнатьев И.Э., Э.А. Пастухов, Н.А. Ватолин. Совершенствование технологии алюминирования листовой стали методом накатки порошка. Сталь, №4,2003. С.66,67,