автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Исследование и совершенствование технологии производства мелкосортного проката из перлитных сталей с заданными показателями качества

На правах рукописи

СОСНИН СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МЕЛКОСОРТНОГО ПРОКАТА ИЗ ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ С ЗАДАННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ КАЧЕСТВА

Специальность 05.16.05 - "Обработка металлов давлением"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в "Государственном технологическом университете "Московском институте стали и сплавов" на кафедре "Пластической деформации специальных сплавов"

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Трусов Виталий Алексеевич Научный консультант

кандидат технических наук, профессор Чередников Владимир Алексеевич Официальные оппонепты:

доктор технических наук, профессор Никитин Георгий Семенович кандидат технических наук Тиц Михаил Юрьевич

Ведущая организация: ОАО "Металлургический завод "Электросталь"

Защита состоится 22 ноября 2006 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.132.09 при "Государственном технологическом университете "Московском институте стали и сплавов" по адресу: 119049, Москва, Ленинский проспект, д.4, ауд. Б 436.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке "Государственного технологического университета "Московского института стали и сплавов".

Автореферат разослан " " октября 2006 г.

Справки по телефону: (495) 955 01 27

Ученый секретарь диссертационного совета

Ионов С.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Решение проблемы повышения качества мелкосортного проката осуществляется за счет технических и технологических решений, позволяющих получать продукцию с заданными показателями качества. Современный подход к совершенствованию технологических процессов основывается на разработке математических моделей, использование которых позволяет прослеживать формирование показателей качества по всей технологической схеме в широких диапазонах изменения параметров процесса. Создание математической модели процесса горячей сортовой прокатки и охлаждения, позволяющей прогнозировать микроструктуру, механические свойства, качество поверхности, форму и точность геометрических размеров, а также разрабатывать основные параметры технологического режима, обеспечивающие формирование требуемых показателей качества, является актуальной задачей. Однако, разработка математической модели невозможна без проведения комплекса экспериментальных и теоретических исследований по изучению влияния деформационно-скоростных и температурно-временных параметров процесса на качество проката.

Связь работы с научными программами, темами и грантами

Работа выполнена на основании исследований в рамках хоздоговорных тем с Волгоградским, Омутнинским и Ревякинским металлургическими заводами, грантом для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов вузов Федерального агентства по образованию "Исследование влияния скоростных методов обработки на формирование структуры и свойств стальных профилей при термомеханической обработке", а также темой единого заказ наряда "Оптимизация многостадийных процессов объемного пластического течения по показателям напряженного состояния для обеспечения высокого качества конструкционных и функциональных материалов".

Цель работы и задачи исследования

Цель работы заключается в совершенствовании технологий получения мелкосортного проката из перлитных сталей с заданными показателями качества.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Экспериментальное исследование влияния деформационно-скоростных и температурно-временных параметров прокатки и охлаждения на формирование микроструктуры, механических свойств, точности геометрических размеров, глубины обезуглероженного слоя и слоя окалины мелкосортного проката из перлитных сталей.

2. Физическое моделирование процесса деформации для прогнозирования комплекса механических свойств проката для буровых штанг.

3. Создание математической модели процесса формирования показателей качества мелкосортного проката.

4. Разработка системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПРТП) для создания, оптимизации и анализа технологических режимов производства мелкосортных профилей.

5. Совершенствование технологии производства мелкосортных профилей с применением прокатки при пониженных температурах и ускоренного охлаждения в потоке стана.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) На основе экспериментально-теоретических исследований формирования точности размеров профиля, микроструктуры, механических свойств, глубины обезуглероженного слоя и слоя окалины мелкосортного проката из перлитных сталей установлены основные технологические параметры и направление их варьирования для получения заданных показателей качества.

2) Разработан и научно обоснован метод проектирования деформационного режима прокатки в чистовой группе мелкосортного стана для получения проката с заданной точностью геометрических размеров.

3) Получено уравнение кривой предельного упрочнения для ряда углеродистых и легированных сталей, позволяющее определять сопротивление деформации в процессе горячей обработки давлением и механические свойства готового проката.

4) Получена зависимость поперечного течения металла для расчета калибровки валков от безразмерных параметров, характеризующих форму очага деформации, и коэффициента трения, учитывающего свойства прокатываемой стали и параметры технологического процесса.

5) Разработана и адаптирована к реальным условиям математическая модель для прогнозирования показателей качества мелкосортного проката из перлитных сталей в зависимости от деформационно-скоростных и температурно-временных параметров процесса прокатки и последеформационного охлаждения.

Практическая ценность работы

1) Разработаны новые технологические режимы производства мелкосортного проката, обеспечивающие получение высоких значений показателей качества, отличительной особенностью которых является применение прокатки при пониженных температурах и ускоренного охлаждения с прокатного нагрева.

2) Создана система автоматизированного проектирования технологических процессов производства мелкосортных профилей, позволяющая рассчитывать комплекс технологических параметров, выявлять резервы совершенствования

технологии, моделировать влияние деформационно-скоростных и температурно-временных параметров прокатки и охлаждения на изменение показателей качества проката, нашедшая применение на ряде металлургических заводов.

3) С помощью математической модели разработана и реализована в промышленных условиях энергосберегающая технология производства проката для буровых штанг с применением ускоренного охлаждения в потоке стана, обеспечивающая исключение операции объемной закалки из технологического процесса производства буровых перфораторных штанг за счет получения повышенного комплекса механических свойств.

4) Буровые перфораторные штанги, изготовленные из опытно-промышленной партии проката, за счет повышенного сопротивления ударно-циклическим нагрузкам имеют эксплуатационные характеристики на 20-30 % выше, чем у инструмента, изготовленного по серийной технологии.

Основные положения, выносимые на защиту

1) Результаты экспериментальных исследований процесса формирования показателей качества мелкосортного проката из перлитных марок сталей, проведенных на ряде металлургических предприятий РФ.

2) Математическая модель и разработанная на ее основе система автоматизированного проектирования технологических процессов производства мелкосортных профилей с заданными показателями качества.

3) Результаты адаптации математической модели к условиям ЗАО "ВМЗ "Красный Октябрь", ОАО "ММЗ "Серп и Молот", ОАО "Ревякинский металлопрокатный завод", АО "Лиепаяс Металлурге".

4) Комплекс технических и технологических решений по совершенствованию режимов производства проката для буровых штанг с целью повышения долговечности бурового инструмента.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

1) IV конгресс прокатчиков: - Магнитогорск, 2001 г.

2) Мо\уе 1ехпо^1е 1 051а£тес1а \у теЫш^и 1 тгушегн та1епа1о\\'е]: -СгезШсЬоууа: РоШесЬтса Сге51ос1ю\У5ка, 2004.

3) Международная научно-техническая конференция "Теория и технология процессов пластической деформации - 2004": - Москва: МИСИС, 2004.

4) Международная конференция молодых специалистов "Металлургия XXI века": - Москва: ВНИИМЕТМАШ, 2005.

5) Пластична деформащя метал1в: - Дншропетровськ, 2005.

6) >1о\уе 1ехпо1с^!е I оз1а£шес1а пШаЬ^н 1 йиушегн та1епа1о\\'е|': — СгеяюсЬсма: РоШесЬшса С2еБ1осЬошзка, 2005.

7) Международная научно-техническая конференция "Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов": - Санкт-Петербург, 2005 г.

8) VI конгресс прокатчиков: - Липецк, 2005 г.

Публикации.

Основное содержание работы опубликовано в 12 статьях.

Структура н объем работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, 66 рисунков, 41 таблицы, 8 приложений, изложена на 215 страницах машинописного текста, библиографический список содержит 160 наименований источников отечественных и зарубежных изданий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении дано обоснование актуальности темы, отражена цель и научная новизна диссертационной работы.

В первой главе рассмотрены требования российских и международных стандартов к качеству сортовых профилей общего назначения. Проведен анализ работ, посвященных исследованию процесса формирования точности геометрических размеров, качества поверхности, рассмотрены особенности структурообразования и формирования механических свойств при ВТМО и прокатке при пониженных температурах.

Установлено, что в настоящее время создание комплекса алгоритмов, математических моделей и компьютерных систем, способных обеспечить достоверный прогноз показателей качества, а также разработку и управление технологическими процессами - основная тенденция развития информационных технологий в прокатном производстве, позволяющих в режиме реального времени не только контролировать, но и управлять технологическим процессом.

Во второй главе приведены методика и результаты экспериментального исследования влияния технологических параметров на показатели качества сортового проката из инструментальных, рессорно-пружинных и конструкционных марок стали, которые в своей основе образуют марочный сортамент современных сортопрокатных станов. Исследования проводены на станах различных типов, в частности, на комбинированном стане 320/250 завода "Серп и Молот", на полунепрерывных станах 300/280 "Омутнинского металлургического завода" и 260 "ВМЗ "Красный Октябрь", а также линейном стане 280 "Ревякинского металлопрокатного завода".

Исследования по формированию точности геометрических размеров проката

проводились на стане 320/250 при производстве катанки диаметром 7,2 ^ мм по действующей технологии. На рисунке 1 приведены гистограммы частотного распределения горизонтального (с1г) и вертикального (с1„) диаметров катанки по длине бунтов из стали 55С2.

6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9 Горизонтальный диаметр, мм

6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9

Вертикальный диаметр, мм

Рисунок 1 - Гистограмма распределения горизонтального и вертикального диаметров катанки 0 7,2 мм из стали 55С2

Изменения вертикального и горизонтального размеров свидетельствуют о более высокой стабильности вертикального диаметра с1в, хотя значения лежат вблизи верхней границы плюсового допуска, а наиболее часто встречающиеся значения <3В находятся в диапазоне 7,4-7,6 мм. Установлено, что увеличение размеров катанки к торцам полосы обусловлено отсутствием переднего или заднего натяжения, а монотонное увеличение размеров по длине раската связано с существующим перепадом температуры (до 50-70 °С) при горячей прокатке.

Отмечено, что фактические размеры катанки соответствуют требованиям стандарта по обычной категории точности. Но для получения более высоких категорий точности по ГОСТ-2590, ОШ-10060 или для производства проката по АвТМ А 615/А необходима разработка соответствующего деформационного режима в чистовой линии стана, обеспечивающего снижение упругой деформации клетей до значений, не превышающих наименьшего из полей допусков, устранение или сведение к минимуму влияния натяжения и "температурного клина". Расчет упругой деформации клети необходимо вести на минимальную температуру раската, то есть на максимальное усилие прокатки.

Для инструментальных сталей одними из важнейших характеристик качества являются ограничения по глубине обезуглероженного слоя (ГОС) и наличию слоя окалины (ОК) на поверхности проката. С помощью математической модели разработанной на кафедре ПДСС проведено исследование влияния технологических параметров на их формирование. Результаты расчета свидетельствуют, что при увеличении температуры нагрева с 1100 "С до 1190 °С квадратной заготовки

150x150 мм из стали У7 глубина обезуглероженного слоя возрастает на 10,3 %. Причем заметное увеличение ГОС происходит, начиная с температуры 1150 °С. При увеличении продолжительности нагрева со 120 до 180 минут глубина обезуглероженного слоя увеличивается на 18,1 %, а толщина слоя окалины возрастает на 20 %.

Для определения точности расчета проведено исследование формирования ГОС в условиях стана 320/250 в процессе нагрева (t„=1150 °С, т„=120 мин.), горячей деформации и охлаждения при производстве круглых профилей диаметром 10-20 мм из стали У7, Расчетные и экспериментальные значения приведены в таблице 1.

Таблица 1 - ГОС стали У7 после различных стадий технологического процесса

Диаметр круга, мм Глубина обезуглероженного слоя, мм*

Нагрев в печи Горячая деформация Охлаждение

10 1,37/1,35 0,14/0,15 0,15/0,16

15 1,37/1,35 0,18/0,19 0,20/0,22

20 1,37/1,35 0,26/0,28 0,26/0,29

• Числитель - расчетные значения; знаменатель — экспериментальные

Результаты аналитического и экспериментального исследования показывают, что ошибка между расчетными и полученными на практике значениями не превышает б %, а методика может быть использована для расчета ГОС и ОК в разрабатываемой математической модели.

Исследование влияния степени деформации при ВТМО на структуру и механические свойства на примере стали 55С2 осуществлено в лабораторных условиях (Тдеф=1000 °С) при прокатке на гладкой бочке прямоугольных темплетов со степенями обжатия 15-60 %. Установлено, что с увеличением степени деформации до 40 %, отмечается тенденция к повышению прочностных характеристик стали при примерно одинаковых пластических свойствах. Дальнейшее повышение степени деформации до 60 % снижает прочностные характеристики, что свидетельствует о возможном интенсивном протекании разупрочняющих процессов в ходе деформации и после нее. Результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Механические свойства стали 55 С2 после ВТМО

Степень деформации, % ств, МПа 0Т, МПа 5,% KCU, Дж/см2

15 2230 1950 7,0 20,0 24

25 2300 2040 7,0 25,0 28

40 2390 2180 5,0 22,0 26

60 2270 2000 6,0 23,0 -

Из результатов металлографического анализа следует, что при степени деформации 15 % наблюдается значительная разнозернистость (<1=5-55 мкм),

деформация со степенями обжатия 25 и 40 % позволяет получить более равномерную и мелкозернистую структуру (d=5-10 мкм).

Исследование влияния технологических параметров ВТМО на структуру и механические свойства стали 55С2 осуществляли на пластометре (ТДСф=1 ООО °С) в диапазоне скоростей деформации от 1 до 50 с"1 при степенях обжатия, равных 15 и 25 %. Установлено, что с увеличением скорости деформации происходит измельчение микроструктуры. На рисунке 2 представлена гистограмма частотного распределения размеров зерен стали 55С2 после 15 и 25 % степени деформации.

25

2S

зо 25

8 20

rt

lis

«J §10

'4=50 с1

-£-25 с1

/

■e-i с-'

10 15 21 30 35 39 45 51 55 65 72 78 Диаметр, мкм

а)

oit........-

3 6 10 15 18 22 27 32 38 45 50 Диаметр, мкм б)

Рисунок 2 - Гистограммы частотного распределения диаметров зерен в стали 55С2 после ВТМО при а) е=15 % и б) £=25 % после различных скоростей деформации

Исследование микроструктуры после деформации со степенью обжатия 15 % свидетельствует о развитии рекристаллизационных процессов, но сравнительно небольшая степень деформации еще не создает состояния высокого горячего наклепа, поэтому рекристаллизационные процессы протекают вяло. Осуществление ВТМО с 25 % степенью обжатия и Ç=50 с"' приводит к углублению состояния горячего наклепа и вследствие этого к ускорению протекания процесса рекристаллизации после деформации, в результате чего структура характеризуется равноосными зернами с заметно меньшим разбросом в размерах зерен.

Исследовано изменение механических свойств сортового проката 0 10 мм из стали 55С2 (таблица 3) в зависимости от температурных условий ВТМО (температуры начала Т0 и окончания деформации Ткд) при одинаковых деформационно-скоростных параметрах.

Таблица 3 - Влияние Т0 и Т„ л на механические свойства стали 55С2 при ВТМО

Т0,°с Т °г 1 кд» ^ Режим отпуска ав, МПа о0,2, МПа 5, % KCU, Дж/см2

1100 1005 300 °С 1 час 2360 2270 6,0 20,0 25

1000 930 2430 2290 5,5 20,0 25

950 885 2490 2350 5,0 18,0 24

При повышении температуры начала деформации происходит рост зерна с 5,5 — 6,0 мкм при 950 °С до 7,5 — 13 мкм при 1000 °С и изменяется форма зерен, что свидетельствует, по-видимому, о частичной миграции большеугловых границ. Увеличение температуры до 1100 °С приводит к получению еще более крупнозернистой структуры с размерами зерна 12-18 мкм.

Исследование влияния температуры окончания ускоренного охлаждения (Тку 0) проката 0 10 мм из стали 55С2 на структуру и механические свойства (таблица 4) свидетельствует, что при охлаждении до температуры 600 °С получается достаточно грубая и разнозерпистая структура. С понижением температуры конца ускоренного охлаждения до 300 °С структура становится более дисперсной.

Таблица 4 - Механические свойства стали 55С2 после ВТМО с различной Тк

т °г 'к V.O.. о„, МПа сто 2, МПа 5,% KCU, Дж/см2 HRC

600 1650 1420 9,0 28,0 33,0 39

500 1800 1500 8,0 27,0 36,0 40

300 2310 1610 7,0 27,0 37,0 50

При одинаковых деформационно-скоростных и температурно-временных параметрах процесса прокатки прочностные свойства стали заметно повышаются со снижением температуры окончания ускоренного охлаждения при примерно одинаковых пластических свойствах.

Полученные результаты позволяют адекватно, с точки зрения формирования свойств в готовом прокате, подходить к процессу проектирования деформационно-скоростного и температурно-временного режима прокатки и охлаждения.

Для математического моделирования процесса прокатки необходим расчет сопротивления металла деформации cs. В данной работе впервые проведены пластометрические испытания сталей 40ХГСМА и 80Г14НЗ. Исследования проведены на уникальном современном оборудовании: пластометре "Gleeble 3500" и пластометре-далотометре "DIL 805 (Польша). Полученные экспериментальные данные (рисунок 3) использованы для расчета as и прогнозирования комплекса механических свойств буровой пустотелой стали.

Для вычисления сопротивления деформации используется уравнение кривой предельного упрочнения:

где аь Ü2 - соответственно минимальное и максимальное значение сопротивления деформации при данной температуре; ki - коэффициент, зависящий от химического состава стали; е - условная деформация, которая обеспечивает соответствующее упрочнение при отсутствии разупрочнения.

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Е а) б)

Рисунок 3 - Сопротивление деформации сталей а) 40ХГСМА, б) 80Г14НЗ 1—1=20 °С; 2-t=400 °С, £=50 с1; 3-t=400 "С, £=15 с1; 4-t=400 °С, £=1 с1; 5-t=800 °С, £=50 с"1;

6-1=800 °С, 4=15 с1; 7-t=800 °С, £=1 с1; 8-t=1000 °С, £=50 с"1; 9-t=400 °С, £=15 с'1;

10-t=1000 °С, £=1 с1; 1 l-t=l 150 °С, £=50 с1; 12-t=400 °С, £=15 с1; 13-1=400 °С, £=1 с1

С повышением температуры при отсутствии фазовых превращений, вследствие протекания разупрочняющих процессов, прочностные свойства сталей монотонно уменьшаются, поэтому для вычисления коэффициентов ai и а.2, характеризующих область изменения сопротивления деформации, используются полиномы:

ai=k2 +k30 + k402, a2=k5 +k6© + k702, где © =0,001 *T - относительная температура.

Коэффициент разупрочнения <р описывается функцией вида:

cp = ks

| + arctgk9(T-k10)

Коэффициент кю соответствует среднему значению температурного интервала наиболее интенсивного протекания процесса рекристаллизации.

В определенной мере учитывается структурное упрочнение для сталей, имеющих фазовые превращения, для этого используются дополнительные коэффициенты. Один из них - кп характеризует температуру, при которой происходит фазовый наклеп, а другой - к12 отражает величину структурного упрочнения и равен степени холодной деформации, при которой достигается такое же повышение прочностных свойств металла, как и при бесконечно быстром охлаждении недеформированного металла (при закалке). В этом случае при расчетах

сопротивления металла деформации при температурах ниже температуры фазового превращения:

1 (а7 —о0,

е = е0+ к12, при Т<кп <Т +ДТ, к12 ---1п —-—

к, ^-а,

где е0 - начальное значение деформации упрочнения.

Коэффициенты к) - к12, характеризующие склонность стали к упрочнению и разупрочнению, определялись методом наименьших квадратов. Используя результаты испытаний на пластометре, были вычислены коэффициенты к] — к[2 для сталей 40ХГСМА и 80Г14НЗ. Сталь 40ХГСМА: к,= 8,384; к2= 76,171; к3= -119,9; 51,11; к5= 197,07; кб= -295,6; к7= 120,59; к8= 69,51; к,= 0,727; к10= 412,77; кп=723,0; к]2=0,1369. Сталь 80Г14НЗ: к,= 2,275; к2= 31,5; к3= -28,94; 1с,= -7,735; к5= 170,32; к6= -111,1; к7= 0,45; к8= 500,79; к9= 0,321; к10= 1002,3. Относительное среднеквадратическое отклонение расчетных значений сопротивления деформации от экспериментальных данных составило от 9,7 до 11,6 % для разных сталей.

Таким образом, на основе экспериментальных исследований установлены закономерности формирования показателей качества проката из перлитных сталей в зависимости от изменения деформационно-скоростных и температурно-временных параметров процесса прокатки и охлаждения.

В третьей главе приведена методика разработанной математической модели процесса горячей сортовой прокатки, отличительной особенностью которой является то, что она охватывает процессы формирования единичных показателей качества, таких как точность геометрических размеров, временное сопротивление разрыву, глубина обезуглероженного слоя и другие. Структурная схема математической модели приведена на рисунке 4.

Расчет калибровки валков и определение величины уширения в различных калибрах осуществлены на основе уравнения для коэффициента уширения, созданного на основе статистической обработки параметров действующих калибровок валков мелкосортных и проволочных станов. Разработанная зависимость позволяет с помощью пяти безразмерных параметров формы очага деформации и коэффициента трения, который учитывает свойства прокатываемого материала, рассчитывать величину поперечной деформации. Полученная зависимость позволяет весьма точно рассчитывать заполнение калибров:

\0,25/,и ^-0,077 ( N0,05/, N0,06/, N,0,095

Р = 0,92-Г°-01

те

где Г - коэффициент трения; 1/г) — коэффициент обжатия (г)=Ь1/Ь0); Ь„/0 -отношение высоты раската к диаметру валка; — отношение коэффициентов

формы полосы и калибра (Vo=Fo/h0b0, vK=FK/((h1!-s)-bK), где F0, FK - площади полосы и калибра, s - зазор калибра); bK/b0 — отношение горизонтальных размеров калибра и полосы; ho/bo - отношение осевых размеров металла.

Рисунок 4 - Структурная схема математической модели

Принимая во внимание, что длина раската имеет значительно большую величину, чем размеры поперечного сечения, принято двумерное температурное поле. Определение температурного поля раската сеточным методом с различными условиями теплоотдачи по периметру сечения осуществлено по методике, разработанной в МИСиС, реализующей численное интегрирование двумерного уравнения теплопроводности с учетом начальных и граничных условий 3 рода.

После распределения общего коэффициента вытяжки |д„5щ по клетям и расчета калибровки валков, температуры, энергосиловых параметров и упругой деформации клетей в чистовой группе, происходит перераспределение коэффициентов вытяжки в чистовых проходах в сторону уменьшения (ц0бш остается неизменным), до тех пор, пока упругая деформация клетей не достигнет величины, равной наименьшему полю допуска на размер.

Аналитическое определение сопротивления металла деформации, а также прогнозирование комплекса механических свойств, осуществлено по методике, разработанной в МИСиС, с использованием уравнения кривой предельного упрочнения.

Моделирование структурообразования в перлитных сталях в процессе горячей деформации и последеформационного охлаждения осуществлено по алгоритму,

представленному в совместных трудах МИСиС и Фрайбергской горной академии (ФГА). Для этого поочередно моделируются а—>у превращение, рост зерна, динамическая и статическая рекристаллизация, рост зерна и у—>а превращение.

Прогнозирование глубины обезуглероженного слоя и слоя окалины осуществлено по методике, разработанной на кафедре ПДСС. Для нахождения концентрации углерода в поверхностном слое на каждом этапе технологического процесса методом конечных разностей решается дифференциальное уравнение диффузии.

Для расчета и выбора наиболее эффективного технологического режима производится расчет критерия эффективности, разработанного на кафедре ПДСС, который определяется по формуле:

где Арасч| - расчетное значение ¡-го показателя качества; А^ - заданное значение 1-го показателя качества; х, — весовой коэффициент ¡-го показателя качества.

Таким образом, разработана математическая модель процесса горячей сортовой прокатки для прогнозирования показателей качества мелкосортных профилей из феррито-перлитных сталей или разработки технологических режимов, исходя из заданного уровня показателей качества.

В четвертой главе представлены функциональные особенности работы системы автоматизированного проектирования технологических процессов производства мелкосортного проката с заданными показателями качества, созданной на базе разработанной математической модели. Система предназначена для анализа и проектирования технологии производства мелкосортных профилей и позволяет рассчитывать основные технологические параметры и проводить их оценку, определять влияние химического состава прокатываемой стали на параметры силовой загрузки механического оборудования и главных приводов рабочих клетей, выявлять резервы совершенствования технологии по различным показателям. Кроме того, система предоставляет возможность моделировать влияние деформационно-скоростных и температурно-временных параметров прокатки и охлаждения заданного профиля на изменение свойств проката. Полученная расчетная информация подвергается оценке с проверкой ограничений по степени заполнения калибров, условиям захвата металла валками, условиям устойчивости раскатов в калибрах, прочности оборудования рабочих клетей и степени загрузки главных приводов стана.

С целью определения эффективности разработанной системы автоматизированного проектирования в данной работе осуществлена проверка получаемых расчетных значений.

Точность расчета деформационного режима приведена в таблице 5. Разность (Д) в расчетных (Ррасч) и фактических (Рфакт) площадях раскатов существенно больше в неравноосных сечениях, что связано с различным распределением коэффициента вытяжки внутри пары калибров. Однако прокатка в последующем равноосном калибре компенсирует эту разницу, и площадь равноосного раската отличается от фактической, как правило, не более чем на 1 - 2 %.

Таблица 5 - Расчетные и фактические значения площадей раскатов и их отклонения

Номер прохода круг 0 16 мм квадрат 10 мм полоса 25><4 мм

Ргасч/Рлацт, ММ2 Д,% РсЬакт^Ррасч, ММ2 Д, % РсЬакт/Роасч, ММ2 Д, %

1 2767,3/2863,5 3,3 7375,5/6869,9 6,8 7455,3/7511,4 0,7

2 2295,7/2210,2 3,7 5205,0/4883,3 6,1 5142,1/5270,7 2,4

3 2195,2/1743,1 20,5 3568,0/3410,8 4,4 3499,7/3568,2 1,9

4 1461,2/1406,4 3,7 2277,0/2130,4 6,4 2332,6/2389,0 2,3

5 1287,7/1096,8 14,8 1528,0/1491,9 2,3 1635,7/1697,8 3,6

6 816,5/785,6 3,7 849,0/794,3 6,4 984,9/1093,0 9,9

7 615,4/626,6 1.7 514,0/612,9 16,1 798,0/846,1 5,6

8 519,3/507,5 2,2 423,6/429,8 1,5 546,2/569,3 4,0

9 393,9/409,0 3,6 254,6/310,1 17,8 357,6/350,0 2,1

10 330,8/323,3 2,2 214,5/217,6 1,4 312,0/320,1 2,5

11 246,5/258,6 4,6 151,2/165,0 8,3 261,0/248,8 4,6

12 205,8/203,1 1,3 115,6/117,3 1,4 243,0/228,7 5,8

13 - 112,9/111,3 1,4 174,0/170,5 2,0

14 - - 100,0/101,4 1,3 168,0/169,6 0,9

15 - - - - 100,0/103,3 3,1

Для определения погрешности расчета скоростного режима прокатки осуществлен расчет частоты вращения валков и линейной скорости прокатки круглого профиля 0 16 мм в условиях стана 350 завода "Лиепаяс металлурге". Результаты расчета и фактические значения приведены на рисунке 5. В целом можно отметить, что ошибка составляет от 1 до 4 %.

56789 10 11 12 1 23456789 10 11 12

номер прохода номер прохода

Рисунок 5 — Расчетные и фактические значения скоростного режима стана 350

Расчет температуры металла по проходам выполнен при прокатке в непрерывных группах клетей катанки 0 6,5 мм из стали 12Х18Н10Т и СтЗ применительно к условиям стана 260 ЗАО "ВМЗ "Красный Октябрь". Результаты расчета приведены на рисунке 6а. Установлено, что разность между расчетными и фактическими значениями температур составляет от 1 до 6 % для ст.З и от 1 до 3 % для стали 12Х18Н10Т.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 номер прохода

■ расчетные

' фактические

11(11

а)

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

номер прохода

б)

Рисунок 6 — Расчетные и фактические значения: а) температуры прокатки б) усилия прокатки

Расчет усилий прокатки при производстве круглого профиля 0 16 мм из стали 35ГС осуществлен применительно к условиям стана 350 завода "Лиепаяс металлурге". Результаты расчетных и фактических значений усилия прокатки приведены на рисунке 66. Ошибка оставляет от 7 до 11 %.

Для определения точности расчета параметров, характеризующих микроструктуру проката, было проведено сравнение расчетных и фактических значений при прокатке круга 0 16 мм из стали 25Г2С в условиях стана 350 завода "Лиепаяс металлурге". На рисунке 7 приведена микроструктура проката 0 16 мм из стали 25Г2С.

а)х1000

Рисунок 7 - Структура проката из стали 25Г2С:а) феррито-перлитная структура;

б) зерно аустенита

Результаты сравнения расчетных и фактических значений параметров, характеризующих соответствующую микроструктуру и механические свойства, приведены в таблице 6. Алгоритм, использованный в комплексной математической

модели, адекватен реальному процессу структурообразования в процессе горячей деформации и охлаждения.

Таблица 6 - Параметры, характеризующие микроструктуру и механические свойства

Объемная доля феррита Хг Объемная доля перлита Хр Размер зерна аустенита Оу, мкм

расч. факт. расч. факт. расч. факт.

0,347 0,367±0,02 0,653 0,633±0,04 10,3 9,3±0,4

Размер зерна феррита Оа, мкм Межпластиночное расстояние 80, мкм

расч. факт. расч. факт.

2,0 2,3±0,13 0,22 0,2-0,4

а„, МПа стт, МПа

расч. факт. расч. факт.

653,6 645,0±39,8 569,2 570,0±31,3

По результатам проведенных исследований установлено, что разработанная математическая модель адекватна реальному технологическому процессу, а ошибка не превышает 10%.

В пятой главе приведены результаты опытно-промышленной апробации разработанного с помощью математической модели технологического режима производства проката для буровых штанг, как одного из видов сортового проката, к которому предъявляются высокие требования к комплексу механических свойств, структуре, качеству поверхности и точности геометрических размеров. Существует несколько технологических схем производства проката для буровых штанг, но в качестве основной используется сортовая прокатка биметаллической заготовки квадратного или круглого сечения.

Производство опытно-промышленной партии проката на стане 300/280 осуществлено из стали 40ХГСМА, российского аналога высокопрочной хромомолибденовой стали БапЬаг 61 компании "ЗапсМк". Ускоренное охлаждение с прокатного нагрева стали 40ХГСМА позволяет получить благоприятную микроструктуру для условий ударно-циклического нагружения, а также высокий комплекс механических свойств.

Технологический режим рассчитан исходя из заданного уровня показателей качества (диаметр вписанной окружности должен находиться в диапазоне В=25,35±0,25 мм, прокат должен иметь микроструктуру с П.,= 10 мкм, 5о=0,25 мкм; а„=1400 МПа, ат=1200 МПа, 5=17,5 %, у=50 %; ГОС=0,1 мм).

Геометрические размеры профиля контролировались через каждые 30 раскатов (рисунок 8). Разработанный деформационный режим в чистовой линии обеспечивает получение проката с заданной точностью геометрических размеров за счет получения в двух последних клетях чистовой линии упругой деформации, не превышающей

половину поля допуска. Требованиям НТД зарубежных компаний удовлетворяют 100 % измерений параметров а] и а2, а размер Ь, приходящийся на разъем калибра, соответствует требованиям в 89,0 % случаев. Исключить отклонения размера профиля по разъему калибра за пределы поля допусков позволяет своевременное внесение изменений в настройку предчистового шестиугольного калибра.

35

30

ч*

со 2Ь

20

«5 н 15

§ 10

3"

5

0

П, 11, п

1

Л

24,9 25,0 25,1 25,2 25,3 25,4 25,5 25,6 25,7 размеры, мм

а) б)

Рисунок 8 - а) Схема измерения шестигранного профиля; б) гистограмма частотного распределения размеров проката для буровых штанг

Производство проката по разработанному технологическому режиму осуществлено с ускоренным охлаждением до среднемассовой температуры Тсрм =600 °С в специализированной установке диной 15 м. Расход воды составил Ув= 126,2 м3/ч, давление воды в форсунке Рф=1,9 МПа, время охлаждения и коэффициент теплоотдачи тохл=2,7 с и а=22,6 кВт/м2*К соответственно.

Механические свойства темплетов, отобранных по степени вязкости прутков, приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Механические свойства проката для буровых штанг

Степень вязкости ав, МПа ат, МПа V,0/» 5, % кси, Дж/см2 няс

НТД 1300-1500 1100-1300 45 15 60,0 36-38

хрупкие 1470 1290 52 16,5 60,0 40,0

хрупко-вязкие 1430 1240 53 18,0 75,0 37,5

вязкие 1350 1220 57 20,0 97,0 36,5

Исследование микроструктуры проводилось па образцах с минимальным и максимальным значениями ударной вязкости с целью определения факторов, влияющих на свойства проката. Установлено, что микроструктура проката с минимальной ударной вязкостью КСи=60,0 Дж/см2 состоит из троостита с межпластиночным расстоянием 8о=0,20-0,25 мкм и сформирована из достаточно мелкого аустенитного зерна Втср=12±0,9 мкм. Микроструктура проката с

максимальной ударной вязкостью КСи=97,0 Дж/см2 состоит из троостита, с межпластиночным расстоянием 8о=0,25-0,30 мкм и сформирована из более крупного аустенитного зерна 1>,ср=16±1,2 мкм. На обоих темплетах ярко выражена структурная полосчатость, наследуемая от исходной заготовки. Кроме того, на образце с минимальной ударной вязкостью обнаружены крупные сферические оксиды размером до 40 мкм.

Для оценки качества поверхности проката для буровых штанг проведено исследование обезуглероженного слоя путем измерения микротвердости. Обезуглероженный слой на исследуемых образцах не превышал 0,1 мм, что связано с эффективным применением ускоренного охлаждения в ходе реализации процесса.

Разработанный и реализованный в промышленных условиях технологический режим производства пустотелого проката за счет применения ускоренного охлаждения в потоке стана позволяет исключить операцию объемной закалки из технологического процесса производства буровых перфораторных штанг, а также обеспечивает получение эксплуатационных характеристик на 20-30 % выше, чем у инструмента, изготовленного из серийного проката.

Для производства проката с повышенным комплексом физико-механических свойств, гарантированным обезуглероженным слоем, а также для уменьшения величины карбидной неоднородности целесообразно вести прокатку в интервале температур 900 — 1000 °С. Поэтому в данной работе был разработан технологический режим прокатки при пониженных температурах круглых профилей применительно к условиям стана 350 завода "Лиепаяс Металлурге". Перераспределение параметров формоизменения между клетями и изменение системы калибров в чистовой линии стана с овал - круг на овал - ребровой овал позволило реализовать данную технологию в условиях стана 350. Исходные данные и результаты расчета показателей качества круглого профиля диаметром 16 мм из стали 25Г2С в условиях стана 350 завода "Лиепаяс Металлурге" приведены в таблице 8.

Таблица 8 — Исходные данные и результаты расчета показателей качества

Исходные данные Расчетные показатели качества

Прокатываемый материал 25Г2С Доля феррита, % 33,7

Сторона заготовки, мм 150 Доля перлита, % 66,3

Время нагрева заготовки, мин 120 Диаметр зерна аустенита, мкм 21,6

Диаметр готового профиля, мм 16,0 Диаметр зерна феррита, мкм 2,0

Количество проходов 19 Межпластиноч. расстояние, мкм 0,2

Температура нагрева металла, °С 1000 Временное сопр. разрыву, МПа 658,2

Конечная скорость прокатки, м/с 12,0 Предел текучести, МПа 573,8

Длина установки ускоренного охлаждения, м 5,0 Глубина обезуглероженного слоя, мм 0,11

Среднемассовая температура после установки, °С 650 Глубина окисленного слоя, мм 0

Разработанный технологический режим позволяет на 5-10 % повысить комплекс прочностных характеристик проката, а также почти в 2 раза (с 0,21 до 0,11 мм) снизить глубину обезуглероженного слоя.

Кроме того, математическая модель позволила разработать деформационно-скоростные параметры прокатки в сортовой и проволочной группах клетей стана 320/250 ОАО ММЗ "Серп и Молот", обеспечивающие получение катанки 0 7,2-7,8 мм из конструкционных углеродистых и легированных сталей по повышенной категории точности.

На основе ряда экспериментальных исследований, проведенных на стане 260 ЗАО "ВМЗ "Красный Октябрь", разработаны деформационно-скоростные и температурно-временные параметры ВТМО катанки 0 10 мм из стали 55С2, обеспечивающие получение заданных микроструктуры и механических свойств. Микроструктура проката после ВТМО по предложенному режиму состоит из бейнита. Механические свойства после ВТМО достигают следующих значений св= 1650-1800 МПа, ат=1420-1500 МПа, 5=8,2 %, у=27,0 %, КС1>35,6 Дж/смг, 1ЖС=40.

Кроме того, система автоматизированного проектирования использована для анализа существующих и разработки новых технологических режимов на стане 280 ОАО "Ревякинский металлопрокатный завод". В частности, технологии производства арматурных профилей 0 10-14 мм, отличительной особенностью которой является применение ускоренного охлаждения в потоке стана с целью повышения комплекса механических свойств.

Выводы:

1. Выполнено экспериментальное исследование влияния технологических параметров прокатки на процесс формирования показателей качества мелкосортного проката из перлитных сталей. Установлено, что наиболее интенсивно на показатели качества влияют температурные условия деформации и охлаждения. Влияние деформационно-скоростных параметров менее существенно, но важно с точки зрения получения равномерной микроструктуры.

2. На основе экспериментальных данных получено уравнение кривой предельного упрочнения для определения сопротивления деформации в процессе горячей обработки давлением и механических свойств готового проката для буровых штанг из стали 40ХГСМА, 80Г14НЗ.

3. Разработана математическая модель и система автоматизированного проектирования технологических процессов, позволяющие рассчитывать деформационные, скоростные, температурные и энергосиловые параметры процесса прокатки, а также прогнозировать показатели качества и воздействовать на входные

параметры и параметры процесса для получения проката с заданными показателями качества.

4. Получена статистическая зависимость коэффициента уширения от безразмерных параметров, характеризующих очаг деформации и свойств прокатываемого материала, позволяющая рассчитывать калибровку валков мелкосортно-проволочных станов с ошибкой не превышающей 3-4 %.

5. Предложен и реализован метод проектирования деформационного режима прокатки в чистовых проходах. Показано, что с уменьшением упругой деформации клети до величин не превышающих половину минимального поля допуска обеспечивается получение мелкосортного проката с заданной точностью геометрических размеров.

6. Осуществлена адаптация комплексной математической модели, применительно к условиям станов 350 завода "Лиепаяс Металлурге", 320/250 завода "Серп и Молот", 300/280 и 280-2 "Омутнинского металлургического завода", 280 "Ревякинского металлопрокатного завода" и 260 завода "ВМЗ "Красный Октябрь". На ее основе разработаны технологические режимы, которые прошли опытно-промышленную апробацию и используются в производственном процессе ряда металлургических заводов.

7. Разработан и реализован в промышленных условиях технологический режим производства проката для буровых штанг с применением ускоренного охлаждения в потоке стана, обеспечивающий получение эксплуатационных характеристик на 2030 % выше, чем у инструмента, изготовленного из серийного проката, а также исключение операции объемной закалки из технологического процесса производства штанг. Установлено, что показатели качества полученного проката соответствуют требованиям зарубежных стандартов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Исследование режимов регулируемого охлаждения сортовых профилей. / Трусов В.А., Савченко B.C., Андреичев М.Ю., Соснин C.B. // Труды четвертого конгресса прокатчиков. - М.: Черметинформация, 2002. - Т.1. с. 379 - 383.

2. Trusov V.A., Sosnin S.V. Elaboration of the effective technology for manufacturing of bore steel with the purpose to increase durability of boring bars. // Materialy kohferecyjne Nowe texnologie i osiagniecia w metalurgii i inzynierii materialowej. — Czestochowa: Politechnica Czestochowska, 2004. - p. 555-558.

3. Соснин C.B., Трусов B.A. Исследование качества буровой стали и технологических режимов производства для повышения долговечности буровых штанг. // Металлургия XXI века. Труды 1-ой международной конференции молодых специалистов. - М.: ВНИИМЕТМАШ, 2005. - с. 298 - 302.

4. Моделирование процессов при производстве сортовых профилей с заданными

показателями качества. / Трусов В.А., Осадчий В.А., Смарыгина И.В., Соснин C.B. // Пауков! b!ctî. Том 8. Пластична деформащя метал1в. — Д.: Системш технолоп, 2005. -

5. Trusov V.A., Sosnin S.V. Development of the mathematical model of hot section rolling with the purpose of production of metals with determined microstructure and mechanical properties // Materialy kohferecyjne Nowe texnologie i osiagniecia w metalurgii i inzynierii materialowej. — Czestochowa: Politechnica Czestochowska, 2005. - p. 203-206.

6. Исследование процессов производства сортового проката с заданными показателями качества. / В.А. Трусов, В.А. Чередников, B.C. Берковский, С.В. Соснин. // Научно-технические ведомости СПбГТУ. - 2005. - №2.

7. Трусов В.А., Чередников В.А., Соснин С.В. Разработка процессов производства мелкосортного проката с заданными показателями качества. // Современные достижения теории и технологии пластической обработки металлов. Труды международной научно-технической конференции. — С-Пб.: СПбГТУ, 2005. — с. 419-422.

8. Моделирование процесса прокатки буровой пустотелой стали с целью получения заданной структуры и механических свойств. / В.А. Трусов, X. Дыя, A.M. Галкин, С.В. Соснин. // Труды шестого конгресса прокатчиков. — М.: Черметинформация, 2005. — Т. 1. с.25 8-266.

9. Математическое моделирование процесса прокатки арматурных профилей с продольным разделением полосы. / X. Дыя, С. Мруз, А. Ковалек и др. // Труды шестого конгресса прокатчиков. — М.: Черметинформация, 2005. — Т. 1. с.266-275.

10. The study of strain resistance of steel alloys for the purpose of mechanical properties system for casting. / Trusov V.A., Sosnin S.V., Dyja H.S. and others // Materialy kohferecyjne Nowe texnologie i osiagniecia w metalurgii i inzynierii materialowej. — Czestochowa: Politechnica Czestochowska, 2006. - p. 555-558.

11. В.А. Трусов, С.В. Соснин, М.Б. Зинкевич. Система для автоматизированного проектирования технологических процессов производства сортового проката с заданными показателями качества. // II International conference "Strategy of quality in industry and education". — Varna: Technical University of Varna, 2006.-p. 350-354.

12. С.В. Соснин, В.А. Трусов. Комплексная математическая модель и система для проектирования технологии производства сортового проката с заданными показателями качества. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. -2006.-№9.-с. 21-24.

с. 106-110.

Заказ № 112/10/06 Подписано в печать 16.10.2006 Тираж 110 экз. Усл. пл. 1,25

ООО "Цифровичок", тел. (495) 797-75-76; (495) 778-22-20 www.cfr.ru; е-тай:info@cfr.ru

Введение

1 Состояние вопроса и постановка задачи исследования

1.1 Формирование показателей качества мелкосортного проката

1.1.1 Требования российских и международных стандартов к качеству мелкосортных профилей

1.1.2 Схема показателей качества сортового проката

1.1.3 Влияние технологических параметров прокатки на формирование показателей качества мелкосортных профилей

1.2 Тенденции в математическом моделировании процессов сортовой прокатки 29 1.3. Постановка задачи исследования

2 Экспериментальное исследование влияния технологических параметров на показатели качества мелкосортного проката из перлитных сталей

2.1 Методика проведения экспериментальных исследований

2.2 Исследование формирования точности геометрических размеров мелкосортного проката из перлитных марок сталей

2.3 Исследование влияния технологических параметров на глубину обезуглероженного слоя и слоя окалины мелкосортного проката из инструментальных сталей

2.4 Исследование влияния деформационно-скоростных и температурно-временных параметров на структуру и механические свойства

2.4.1 Влияние степени деформации на структуру и механические свойства

2.4.2 Влияние скорости деформации на структуру

2.4.3 Влияние температурных условий прокатки на структуру и механические свойства

2.4.4 Влияние ускоренного охлаждения на структуру и механические свойства

2.5 Исследование энергосиловых параметров прокатки при пониженных температурах

2.6 Пластометрические исследования сопротивления деформации углеродистых и легированных сталей

2.6.1 Экспериментальное исследование сопротивления металла деформации

2.6.2 Методика расчета сопротивления деформации 85 Выводы по главе

3 Разработка математической модели процесса горячей прокатки мелкосортных профилей из перлитных сталей с заданными показателями качества

3.1 Определение деформационных параметров

3.2. Временные и скоростные параметры процесса прокатки

3.3. Расчет температурного режима прокатки

3.3.1 Двумерная задача теплопроводности

3.3.2 Численная реализация решения температурной задачи с различными условиями теплоотдачи по периметру сечения металла

3.3.3 Температурное поле металла в очаге деформации при прокатке

3.3.4 Вычисление коэффициента теплоотдачи для различных условий охлаждения

3.4 Расчет энергосиловых параметров процесса прокатки сортовых профилей

3.5 Проектирование деформационного режима в чистовой линии стана с целью получения проката с заданной точностью геометрических размеров

3.6 Моделирование формирования механических характеристик сортового проката

3.7 Моделирование процесса формирования структуры перлитных сталей в процессе горячей деформации и последующего охлаждения

3.8 Математическое моделирование диффузионных процессов в поверхностных слоях проката

3.9 Обобщенный критерий оптимизации 133 Выводы по главе

4 Система для проектирования технологических процессов производства мелкосортных профилей с заданными показателями качества

4.1 Функциональные особенности работы системы автоматизированного проектирования технологических процессов

4.2 Проверка адекватности комплексной математической модели 148 Выводы по главе 157 5 Совершенствование технологии производства мелкосортного проката из перлитных сталей с заданными показателями качества

5.1 Разработка технологических режимов производства проката для буровых штанг с заданными показателями качества

5.1.1 Анализ технологии производства проката для буровых штанг

5.1.2 Краткая характеристика оборудования и технологии производства проката для буровых штанг

5.1.3 Требования, предъявляемые к прокату для буровых штанг

5.1.4 Исследование качества исходной заготовки из стали 40ХГСМА

5.1.5 Исследование показателей качества проката для буровых штанг, полученного по технологии с ускоренным водяным охлаждением

5.1.6 Исследование показателей качества проката для буровых штанг полученного по технологии с ускоренным воздушным охлаждением

5.2 Разработка технологии прокатки при пониженной температуре круглого профиля 0 16 мм с заданными показателями качества

5.3 Апробация и внедрение результатов диссертационной работы 182 Выводы по главе 185 Общие выводы по работе 186 Список использованных источников 188 ПРИЛОЖЕНИЯ

Современные тенденции сортопрокатного производства направлены в первую очередь на повышение качества проката, повышение производительности оборудования и снижение энергозатрат.

Решить проблему повышения качества i мелкосортного проката можно при осуществлении комплекса технических и технологических решений, в том числе и за счет разработки технологических режимов позволяющих получать прокат с заданными показателями качества. Совершенствование технологии в металлургии всегда связано с большими затратами времени на обработку значительных объёмов информации, расчёты, выбор оптимальных решений. Это сложный, многокомпонентный процесс, в котором не всегда есть возможность проработать все существующие варианты и не всегда выбирается самый оптимальный из них. Поэтому вполне оправданным выглядит стремление привлечь к этому процессу ЭВМ.

Современный подход к проектированию технологических режимов основывается на разработке математических моделей. Использование, которых позволяет прослеживать формирование геометрических параметров, структуры, механических свойств, глубины обезуглероженного слоя и слоя окалины по всей технологической линии прокатного стана в широких диапазонах изменения параметров процесса. Это является весьма актуальным потому, что появляется возможность, во-первых, заменить натурный эксперимент, используемый в настоящее время для совершенствования технологии, на вычислительный, а во-вторых, основываясь на данных о величине конкретных показателей качества, адекватно подходить к задаче оптимизации технологического процесса. Однако разработка адекватной математической модели невозможна без проведения комплекса экспериментальных исследований, по изучению влияния деформационно-скоростных и температурно-временных параметров процесса прокатки и охлаждения на показатели качества мелкосортного проката.

С учетом вышеизложенного в работе поставлена цель - совершенствование технологий получения мелкосортного проката из перлитных сталей с заданными показателями качества.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) На основе экспериментально-теоретических исследований формирования точности размеров профиля, микроструктуры, механических свойств, глубины обезуглероженного слоя и слоя окалины мелкосортного проката из перлитных сталей установлены основные технологические параметры и направление их варьирования для получения заданных показателей качества.

2) Разработан и научно обоснован метод проектирования деформационного режима прокатки в чистовой группе мелкосортного стана для получения проката с заданной точностью геометрических размеров.

3) Получено уравнение кривой предельного упрочнения для ряда углеродистых и легированных сталей, позволяющее определять сопротивление деформации в процессе горячей обработки давлением и механические свойства готового проката.

4) Получена зависимость поперечного течения металла для расчета калибровки валков от безразмерных параметров, характеризующих форму очага деформации, и коэффициента трения, учитывающего свойства прокатываемой стали и параметры технологического процесса.

5) Разработана и адаптирована к реальным условиям математическая модель для прогнозирования показателей качества мелкосортного проката из перлитных сталей в зависимости от деформационно-скоростных и температурно-временных параметров процесса прокатки и последеформационного охлаждения.

9. Результаты работы прошли опытно-промышленную апробацию и используются в производственном процессе ряда металлургических заводов (ОАО "ММЗ "Серп и Молот", ЗАО "ВМЗ "Красный Октябрь", ОАО "Ревякинский металлопрокатный завод", ЗАО "Омутнинский металлургический завод" и ЗАО "Сталь-Трест").

10. Материалы диссертационной работы используются при чтении лекций, проведении практических и лабораторных занятий по курсу "Производство сортового проката с заданной структурой и свойствами".

1. Миттаг Х-Й., Ринне X. Статистические методы обеспечения качества. М.: Машиностроение, 1995.

2. Управление качеством тонколистового проката. / B.J1. Мазур, A.M. Сафьян, И.Ю. Приходько и др. К.: Техшка, 1997.

3. Гиссин В.И. Управление качеством продукции. Ростов - на Дону: Феникс,2000.

4. Окрепилов В.В. Управление качеством. М.: Экономика, 1998.

5. Воронов А.Н., Жадан В.Т., Трусов В.А. Технология обработки давлением спецсталей и сплавов. М.: МИСИС, 1997.

6. Минаев А.А., Устименко С.В. Контролируемая прокатка сортовой стали. -М.: Металлургия, 1990.

7. Комплексная оценка качества промышленной продукции. / под ред. Гличева А.В. М.: Экономика, 1975, 183 с.

8. Жадан В.Т., Маневич В.А. Совершенствование технологии прокатки на основе комплексных критериев качества. М.: Металлургия, 1989.

9. Управление качеством продукции. / А.В. Гличев, М.И. Круглов, И.Д. Крыжановский и др М.: Экономика, 1979.

10. Поляк A.M. Развитие сортамента черных металлов. М.: Металлургия,1975

11. Приходько И.Ф. Прокатка сортового металла и катанки с повышенной точностью. ВНИИМЕТМАШ, Москва, 1982

12. Чекмарев А.П. Точная прокатка. К.: Гостехиздат УССР, 1970.

13. Определение оптимальной температуры смотки. / Чекмарев А.П. и др. // Сталь -1965. -№11.

14. Жадан В.Т. Температурный режим прокатки легированных сталей на непрерывном проволочном стане. // Бюл. Черметинформации. -1976. №16.

15. Влияние формы калибра на износ валков. / С.М. Буйневич, Г.А. Гладков, Ю.В. Полторапавло и др. // Сборник "Точность прокатки" Д.: Донбасс, 1969.

16. Чекмарев А.П., Побегайло Г.Г. Точная прокатка сортовых профилей. М.: Металлургия, 1978.

17. Агарков П.В., Коваленко В.В., Трунова Т.С. Влияние натяжения на размеры готового профиля. // Сборник "Точность прокатки" Д.: Донбасс, 1969.

18. Бернштейн M.JI. Прочность стали. -М.: Металлургия, 1974.

19. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Наука, 1990.

20. Романов П.В., Радченко В.П. Превращение аустенита при непрерывном охлаждении стали: Атлас термокинетических диаграмм. Н.: Сиб. отд. АН СССР, 1970.

21. Технология термомеханического упрочнения стали / Капуткина Л.М., Трусов В.А., Прокошкина В.Г. и др. // Металловедение.-2000. №2. - с.52-56.

22. Выдрин В.Н., Федосиенко А.С., Крайнов В.И. Процесс непрерывной прокатки. М.: Металлургия, 1970.

23. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1973.

24. Технология процессов обработки металлов давлением. / П.И. Полухин, А. Хензель, В.П. Полухин и др. М.: Металлургия, 1988.

25. Производство проката из рессорно-пружинной стали. / В.Т. Жадан, Н.М. Воронцов, Ю.Е. Кулак и др. М.: Металлургия, 1984.

26. Технология термомеханического упрочнения стали. Влияние деформации и скорости нагрева на отпуск. / Капуткина Л.М., Трусов В.А., Прокошкина В.Г. и др. // Материаловедение, 2000, №2, с.52-56.

27. Расчет процесса термомеханичесой обработки проката из конструкционной стали / Жадан В.Т., Трусов В.А., Смирнов В.М. и др. // Черная металлургия. Бюл. научно-техн. информ.- 1978. № 20. - с.44-46.

28. Взаимосвязь технологических параметров и качества поверхности металлопродукции. / В.А. Ванчиев, Д.А. Смоляренко, Г.А. Громов и др. М.: Металлургия, 1979.

29. Чемерштейн В.А. Разработка технологии производства блюмов из вольфрамванадиевой стали. // Сталь. 1971. - №5. - с.435-436.

30. Болыцаков В.И., Мончайт И.А. Исследование тонкой структуры закаленной стали с ниобием и ванадием после контролируемой прокатки. // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1983. - №7. - с. 102-106.

31. Отделка сортового проката. / Н.Н. Шефтель, И.Н. Мурзин, В.З. Аршавский и др. -М.Металлургия, 1974.

32. Качество поверхности металлопродукции из конструкционной стали. / Ю.А. Шульте, Э.И. Цивирко, А.Н. Улитенко и др. К.: Тэхника, 1990.

33. О природе мелких трещин на зачищенной заготовке стали. / А.П. Окенко, М.Н. Кулькова, А.Е. Певзнер и др. // Сталь. 1972. - №3. - с.267.

34. Смирнов Н.С., Простаков М.Е. Очистка поверхности стали. М.: Металлургия, 1965.

35. Владимиров Ю.В. Механическое удаление окалины с поверхности мелкосортной стали и катанки. М.: Металлургия, 1970.

36. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

37. Белов М.И. Эффективность использования математического моделирования при исследовании, оптимизации и проектировании технологических процессов ОМ Д. // Пластическая деформация сталей и сплавов. М.: МИСиС, 1996. - с. 224-227.

38. Кальменев В.А. Новые средства и методы экспериментального установления давления и усилия прокатки. // Известия вузов. Чёрная металлургия. -1998. -№ 1 с. 43-46.

39. Миленин А.А. О реализации граничных напряжений при моделировании процесса прокатки методом граничных элементов. // Чёрные металлы. 1997.-№ 4. -с. 28-31.

40. Ginzburg V.B., Bakhtar F.A., Issa RJ. Application of Coolflex model for analysis of work roll thermal conditions in hot strip mills. // Iron and Steel Engineer. -1997.-№ 11. p. 38-45.

41. Reiner К. The realistic simulation of metalforming process chains. // Steel Research. 1998. - № 4-5. - p. 121-127.

42. Schmidt B. Entwicklung und Erprobung einer softwarenlosung fur die mathematische Simulation des Walzens von Langprodukten. // Freiberg. For schungsh. B. 1997.-№ 282. - s. 1-118.

43. Математические модели: расчётные программы; экспериментальная проверка. / Е.Н. Чумаченко, Н.Н. Машкова, В.А. Чередников, С.А. Тулупов. // Известия вузов. Чёрная металлургия. 1996. - № 11. - с. 37-42.

44. Li Bingjill. Vergleichende experimentell und tpooretische Uhtersuchungen umformtechnishen Kennqroben beim Profilwalren am Bcispil des Warmwalzens von Winkeln. // Freiberg. Forschungsh. B. 1996. - № 278. - s. 1-114.

45. Lin Zone-Ching, Lee Shyue-Yuan. Application of an elastic roller with slightly convex shape to the improvement of the flatness of a strip for cold rolling. // Japan Society of Mechanical Engineers International Journal. 1997. - 40, № 4. - p. 459-469.

46. Analysis of long steel product rolling by rigid-plastic finite element method. / K. Seki, S. Ida, S. Hayashi, K. Yamada, S. Hamauzu, M. Ataka. // Nippon Steel Technical Report. 1995. - № 67. p. 29-35.

47. Komori K. Rigid-plastic finite element method for analysis of three dimensional rolling that requres smoll memory capacity. // International Journal of Mechanical Science. 1998. - № 5. - P. 479-491.

48. Тулупов O.H., Завьялов A.A., Арцибашев B.B. Матричный подход при разработке объектных моделей технологических процессов сортовой прокатки. -Магнитогорск.: МГМА, 1998.

49. Зайцев А.А., Тулупов Д.Н., Тулупов О.Н. Совершенствование калибровки для непрерывной прокатки угловой стали с использованием матричных моделей. -Магнитогорск.: МГМА, 1997.

50. Мясникова М.В., Шлесов В.А. Инженерный метод расчёта упругой деформации валков при многониточной сортовой прокатке. // Уральский государственный технический университет. Екатеринбург, 1997.

51. Dieter В. A general material law of plasticity and its numerical application. //

52. Steel Research. 1998. - № 4-5. - P. 188-192.

53. Штремель M.A. Металловедческое обоснование совершенствования металлургической технологии // Труды Международной конференции "Черная металлургия России и СНГ в XXI веке". М., 1994. - с. 159-162.

54. Меденков А.А. Разработка технологических основ формирования и управления при широкополосовой горячей прокатке комплексом механических свойств металла: диссертация д-ра техн. наук. М., 1989.

55. Sellars С.М., Whiteman J.A. Recrystallization and grain growth in hot rolling // Metal science. 1979. - №3-4 - p. 194-197.

56. Кристиан Д. Теория превращения в металлах и сплавах. Часть 1. М.: Мир, 1978. -806 с.

57. Пикеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1982. -184 с.

58. Сайто Ё. Состояние и проблемы прогнозирования и регулирования механических свойств в производстве листового проката // Тэцу то хаганэ. -1988. -v. 74.-N4.-c. 609-616.

59. Optimum designing of mechanical properties of hot rolled steel coils by controlled rolling / Sayto Y., Saeki M., Nishida M. // Proc. Int. Conf. on steel rolling. Tokyo. -1980. -v. 2. -p. 1309 1320.

60. An integrated mathematical simulation of temperatures, rolling loads and metallurgical properties in hot strip mills / Yoshida H., Yorifuji A., Koseki S. e.a. // ISIJ International. -1991. -v. 31. -N 6. -p. 571 576.

61. Senuma Т., Suehiro M., Yada H. Mathematical models for predicting microstructural evolution and mechanical properties of hot strips // ISIJ International. -1992.-v. 32.-N3.-p. 423-432.

62. Kwon 0. A technology for the prediction and control of microstructural changes and mechanical properties in steel // ISIJ International. -1992. -v. 32. -N 3. -p. 350 358.

63. Computer modelling for prediction of microstructure development and mechanical properties of HSLA steel plates /Kern A., DegenColbe J., Mussgen B. // ISIJ International. -1992. -v. 32. -N 3. -p. 387 394.

64. Anelli E. Application of mathematical modelling of hot rolling and controlled cooling of wire rods and Mrs // ISIJ International. -1992. -v. 32. -N 3. -p. 440 449.

65. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. M.: Металлургия, 1970.-375 с.

66. Адлер Ю.П., Горский В.Г. Планирование промышленных экспериментов. -М.: Мир, 1974.

67. Рудской А.И., Лунев В.А. Теория и технология прокатного производства. -С-Пб.: Наука, 2005.

68. Оратовская И.Е. Исследование, разработка и внедрение технологии производства мелкосортного проката из углеродистых инструментальных сталей с применением термомеханической обработки: диссертация канд. техн. наук. М., 1991.

69. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин, A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1983.

70. Моделирование процесса прокатки буровой пустотелой стали с целью получения заданной структуры и механических свойств. / В.А. Трусов, X. Дыя, A.M. Галкин, С.В. Соснин. // Труды шестого конгресса прокатчиков. М.: Черметинформация, 2005. - Т.1. с.258-266.

71. Анализ диаграмм горячей деформации сталей. / Бернштейн М.Л., Капуткина Л.М., Прокошкин С.Д. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1979. -№9.

72. Применение теории ползучести при обработке металлов давлением. / А.А. Поздеев, В.Я. Тарновский, В.И. Еремеев и др. М.; Металлургия, 1973. - 192 с.

73. Горелик С.С., Капуткина Л.М., Добаткин С.В. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Металлургия, 2005.

74. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972.

75. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир,1973.

76. Жадан В.Т., Берковский B.C., Осадчий В.А. Пластическая деформация металлов и сплавов: Науч. тр. МИСИС. - М.: Металлургия, 1975, №85, с. 259-263.

77. Компьютерное моделирование процессов обработки металлов давлением. / В.Н. Данченко, А.А. Миленин, В.И. Кузьменко и др. Д.: Системные технологии, 2005.-443 с.

78. Богатов А.А. О математическом моделировании процессов обработки металлов давлением. // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2005. - №2.

79. Осадчий В.А., Жадан В.Т., Герман О.Ю. Использование информационных технологий при изучении методик расчета технологических параметров процесса прокатки. // Труды третьего конгресса прокатчиков, Москва, 2000. с. 188-193.

80. Грудев А.П. Технология прокатного производства: Учеб. для вузов. М.: Металлургия, 1986. - 541 с.

81. Литовченко Н.В. Калибровка профилей и прокатных валков. М.: Металлургия, 1990. - 432 с.

82. Основы калибровки валков сортопрокатных станов. / В.Б. Шишко, В.А. Трусов, Н.А. Чиченев и др. М.: МИСИС, 2003.

83. Берковский B.C. Теоретические основы и расчет калибровки валков сортовых прокатных станов. М.: МИСИС, 2003.

84. Прокатное производство: Учеб. для вузов. / П.И. Полухин, Н.М. Федосов, А.А. Королев и др. М,: Металлургия, 1982. - 462 с.

85. Конвей В.В., Максвел В.Л., Миллер В.Л. Теория расписаний. М.: Наука, 1975.-360 с.

86. Тепловые процессы при обработке металов давлением. / Н.И. Яловой, М.А. Тылкин, П.И. Полухин и др. М.: Высшая школа, 1973. - 630 с.

87. Годуков М.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. М.: Наука, 1977. - 439с.

88. Герман О.Ю. Разработка математической модели процесса продольной прокатки для технологического проектирования производства: диссертация канд. техн. наук. М., 2002. 182 с.

89. Казанцев Е.И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1975. - 367 с.

90. Рябенький B.C., Филипов А.Ф. Об устойчивости разностных уравнений. -М.: Госиздат технико-теоритической литературы, 1956. 171 с.

91. Кучеряев Б.В. Механика сплошных сред: Теоретические основы обработки давлением композитных металлов: Учебник. М.: МИСИС, 2000. - 319 с.

92. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков: Учеб. пособие. М.: Металлургия, 1987. - 367 с.

93. Сортовые профили проката. Справочник. / В.В. Лимпицкий, И.П. Шулаев, И.С. Тришевский и др. М.: Металлургия, 1981.

94. Литовченко Н.В. Сортовые профили проката. М.: Металлургия, 1990.

95. Машины и агрегаты металлургических заводов. / А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребеник и др. М.: Металлургия, 1988.

96. Пухов Т.Е., Хатиашвили Ц.С. Модели технологических процессов. К.: Техника, 1974.-224 с.

97. Осадчий В.А., Жадан В.Т., Селиверстов Д.Г. Прогнозирование механических характеристик деформированного металла. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1985. - №7. - с.61-64.

98. Гордиенко Л.К. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.: Наука, 1973.-224 с.

99. Гун Г .Я. Теоритические основы обработки металлов давлением. Теория пластичности. М.: Металлургия, 1980. - 456 с.

100. Hougardy Н.Р.; Lotter U.: Stahl und Eisen 116, No 4 (1996), S. 109-113

101. Huchinson В.: ECSC Workshop EUR 17585 EN, (1997), S. 23-32

102. Beck P.A.; Kremer J.C.; Demer L.J.; Holzworth M.L.: Trans. Metall. Soc. AIME.175 (148), S. 372-400

103. Burke J.E.; Tumbull D.; in Chalmers В., Editor, Progress in Metal Physics 13, Pergamon Press, London (1952), S. 220-292

104. Kern A.: Habilitation, TU Berlin (1996)

105. Fredriksson H.: Mat. Sci. and Techn. 6, No. 9 (1990), s. 811-817

106. Peisker D.; Eckstein H.J.: Freiberger Forschungshefte В 167, (1972), s. 13.

107. Atkinson H.V.: Acta Met. 36, No. 3 (1988), s. 469-491.

108. Brickenkamp W.: Rekristallisation metallischer Werkstoffe, DGM-Verlag Oberursel (1984), s. 83-100

109. Sahni P.S.; Srolovitz D.J.; Grest G.S.; Anderson M.P.: Phys. Rev. Lett. 50, (1983), s. 263

110. Srolovitz D.J.; Anderson M.P.; Sahni P.S.; Grest G.S.: Acta Met. 32, (1984), s.739

111. MehnertK.: Dissertation, TUBergakademie Freiberg (1999)

112. Johnson W.A.; Mehl R.F.: Trans. Metall. Soc. AIME, 135 (1939), s. 416

113. Avrami M.; J. Chem. Phys., 7 (1939), s. 1103

114. Kolmogorov A.N.: Izv. Akad. Nauk USSR Ser. Mat., 1 (1937), s. 355

115. Luton M.J., Sellars C.M.; Acta metall., 17 (1969), s. 1033

116. Zener C. und Hollomon, J.H.: Effect of strain rate upon plastic flow of steels. Journal Appl. Phys., 15 (1944), s. 22-32

117. Siciliano F., Jonas J.J.; Metallurgical and Materials Transactions 31A (2000), s. 511-530

118. Sun W. P.; Hambolt E.B.: ISIJ International 37 No 10 (1997), s. 1000-1009.

119. Hodgson P.D.: Journal of Materials Processing Technology 60 (1996), s. 27-33

120. Cho S.-H.; Kang K.B.; Jonas J.J.: ISIJ International 41 No 7 (2001), s. 766-773

121. Herman J.C.; Donnay В.; Schmitz A.: Computer assisted modelling of matallurgical aspects of hot deformation and transformation of steels (Phase 2). Final report of ECSC-project No 7210-EC/209,113 (1997), EUR 18790 EN

122. Buessler P.; Tsukahara H.; E. de Courcy: Simulation of post-rolling and microstructure of steel wire rod for optimisation and control of the process. Final report of ECSC-project No 7210-EC/306, 307,112 (1997), EUR 19386 EN

123. Kuziak R.; Glowacki M.; Pietrzyk M.: Journal of Materials Processing Technology (1996), s. 589-596.

124. Kuziak R.; Cheng Y.-W.; Glowacki M.; Pietrzyk M.: Modelling of the Microstructure and Mechanical Properties of Steels during Thermomechanical Processing. NIST Technical Note 1393 (1997).

125. Anan G. et. al.: ISIJ International 32 No 3 (1992), s. 261-266.

126. Coung N.D.: Mathematische Modellierung und Simulierung der Gefiigebildungsvorgange beim Warmwalzen in Kalibern, vorzugsweise beim Walzen von Stabstahl und Draht. Dissertation an der TU Bergakademie Freiberg (1991)

127. Kawalla R.; Bubeck F.; Spittel Т.; Krause G.: Werkstoffkennwerte fur numerische Simulation von Herstellungsprozessen. Werkstoffprufung 2000 in Bad Nauheim.

128. Umemoto M.; Komatsubara N.; Tamura I.: J. Heat Treating, vol. 1 (1980), s.57.64.

129. Glowacki M.: Metal Forming 2000, Pietrzyk et. al. (eds). Balkema, Rotterdam (2000), s. 163-170

130. Campbell P.C.; Hambold E.B. and Brimacomble J.K.: Metall. Trans. A, 22A (1991), s. 2779-2790

131. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.487 с.

132. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М.: Наука, 1971.552 с.

133. N. Birks and W. Jackson Scaling and decarburization of steels. Journal of the Iron and Steel Institute, 1970, v. 208, p. 85.

134. К. Дж. Смилтз Металлы. Справочник. -M.: Металлургия, 1980. 447 с.

135. B.C. Лисин Стратегические ориентиры экономического развития черной металлургии в современных условиях. -М.: Экономика, 2005.

136. Развитие теории и совершенствование технологических процессов сортовой прокатки. / В.К. Смирнов, В.А. Шилов, Ю.В. Инатович и др. // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2005. - №2.

137. Убейко В.М., Убейко В.В. Экспертные системы в СССР: Обзор, информ. Маш. Пр-во. Сер. Автоматизированные системы проектирования и управления. Вып. 5. М., 1991,67 с.

138. Герман О.В. Введение в теорию экспертных систем обработки знаний. Минск: Дизайн ПРО, 1995. 255 с.

139. Исследование режимов регулируемого охлаждения сортовых профилей. / Трусов В.А., Савченко B.C., Андреичев М.Ю., Соснин С.В. // Труды четвёртого конгресса прокатчиков. М.: Черметинформация, 2002. - Т.1. с. 379 - 383.

140. Подход к расчёту охлаждающих устройств в потоке мелкосортных станов. / Трусов В.А., Савченко B.C., Андреичев М.Ю. и др. // Материалы конференции «Wydzialu Metalurgii i lnzynierii Materialowe», Czestochowa, 2002.

141. Kemsley D. The Failure of steel rock drile kods by fatique, Procuding Austr. IMM, 1965, №175, p. 1005-1010.

142. Финкель E.M., Куткин И.А. Исследование напряжений в буровых штангах. Материалы конференции по физике и механике прочности. Новокузнецк, 1967, с. 145-146.

143. Кристин В.К. разработка и реализация промышленной технологии термомеханической обработки проката для буровых штанг с целью повышения их эксплуатационной стойкости: диссертация канд. техн. наук. М., 1985.

144. Иванова B.C., Терентьев В.Д. природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975.

145. Артамонов А.Н., Решетов Д.Н., Четынян P.M. Исследование внутреннего рассеяния энергии в металлах при циклических напряжениях с меняющейся амплитудой. // Изв. вузов машиностроения. 1983. - №2.

146. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976.

147. Металловедение и термическая обработка стали. / M.JI. Бернштейн, Б.С. Бокштейн, С.З. Бокштейн и др. М.: Металлургия, 1983.

148. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. -М.: Металлургия, 1979.

149. Паисов И.В., Шукюров Р.И. Высокопрочная сталь для пустотелых буровых штанг. // Цветметинформация, 1966, 43с.

150. Раузин Я.Р., Зонов П.Н., Шур А.Е. Оценка термической и термомеханической обработки высокоуглеродистой стали. // МиТОМ. 1973, №9, с. 5-8.

151. Андреева В.В., Бернштейн М.Л., Петренко Н.С. Термомеханическое упрочнение штанг из буровой стали. // Бюл. ЦДИИЧМ. 1974, №17, с.53-54.

152. Рахштадт А.Г. Пружинистые стали и сплавы. М.: Металлургия, 1971.

153. Приданцев М.В., Кудряшов В.Г., Котик Э.М. Влияние ТМО на усталостную прочность и выбор оптимального режима обработки. Сб. "Прочность металлов при циклических нагрузках" М.: Наука, 1967, с. 184-187.

154. Фомичев И.А. Косая прокатка. -М.: Металлургиздат, 1964.

155. Шаманаев В.И. Исследование процесса винтовой прокатки толстостенных труб: диссертация канд. техн. наук. М., 1979

156. Поперечная прокатка в машиностроении. / B.C. Смирнов, В.П. Ансифиров, М.В. Васильчиков и др. -М.: Машгиз, 1957.

157. Ваткин Я.Л. и др. Влияние деформации при прошивке толстостенных гильз на качество поверхности труб //Обработка металлов давлением. ДМЕТИ, -Металлургия, 1970, в. 55, с. 71-83.

158. Глейберг А.З. Влияние угла подачи на качество труб. // Сталь. 1957, №9, с. 1123-1131.

159. Нестерова М.Н. Закономерности изменения геометрии гильз при безоправочной косой прокатке // Труды Укр. НИТИ. Металлургиздат, 1969, в. 1, с. 35-51.

160. Марков Ю.А., Жаворонков В.А., Столяров И.Н. Исследование редуцирования полых заготовок при винтовой прокатке на трехвалковых станах. // Изв. вузов машиностроения, 1972, №10, с.52-55.1. Априори1. Файл Показать Справка1. Общая инфО|

161. Заданные (тревуёмые) показатели качества

162. Прокатываемый материал ■ --%рЯ25Г2С Тип.станайю профильному сортаменту (мелкосортный ВреМя'нагрева заготовки • ^шГ™'

163. Диаметр зерна аустенита мкм. Диаметр зерна феррита [мкм]1. Доля феррита %.

164. Исходная заготовка под прокатку Сторон» заготовки1. Доля перлита %.

165. Пежпластиночное расстояние мкм. Временное сопротивление разрыву [МПа]1. Предел текучести МПа.

166. Форма конечного.профиля Диаметр готового профиля

167. Относительное удлинение 54.1. Относительное сужение %.

168. Упругая деформация последней клети мм.

169. Количество проходов . v"C2fff19

170. Темература выдачи заготовки иэ 'печи j 11Э□ Длина заготовки .'■■'■. '1. Скорость рольганга и1. И—

171. Конечная скорость прокатки В5 д» ^ Исходный диаметр зерна аустенйта' ; vjjlO Ускоренное охлаждение (УО)- . ' -'Десть Длина установки УО , |6

172. Диаметр камврЫу становий УО JlCO

173. Температура металла после УО *3б00

174. Наименьшее значение в поле допуска мм. Глубина обезуглероженного слоя [мм]

175. Глубина окисленного слоя (окалина) мм.1. Выход1.* Априори1. Деформационной режимдеформационного режима прокатки-- —1. Калйбр Вытяжка в паре

176. Вытяй^а вйрс№па |'Заполненив» | Икмм. , | Вк[мм]1.ЭШ 0.91 79.4 , 81.51. КантовкаП1. ПроходящичныйящичныйящичныйовалiMMpM

177. Графическое отображение результатов расчета

178. Графики | Черте5ки калибров |1. Распределение вытяжек1. Устойчивость раскйта101омер проходаis1. НоМер прохода

179. Допустимое отношение осей Тогуаре o-moaewe осаА101. НомврПрохода

180. Допустимый угол захвата Текуауй угол захвата1. Точныйрасчет1. Вперед»1. Назад1. Выход1. Априори1. Скоростной режим прокаткильтаты расчвтаиЬкоростнЬгр режима прокатки

181. Скорость прокатки м/с.Обороты валков [об/мйй] | Скорость деформации [Щ | Пауза до прохода [с] | Mam1. Проход1. Калибрквадратящичныйящичныйящичныйящичныйящичныйящичный

182. Графим ескоеот обряжение результатов расчетатдутам^ ■т~- ГГЛШ! -UWEV;

183. Линейийя.скорос;гь прокатки1. Время лаузйдо прохода8 10 12 14 16 .Номер прохода

184. В , 10- --.12. 14 Номер прохода1. Jfl Выход-------------------1. Назад1. Вп'еред»' Априори1. Файл Показать Справка

185. Температурный режим прокаткименение температуры металла по проходам

186. Деформационный разогрев металлаfC| | С'рвдйяя по сечению темпвратцра металла *С. |1. Калибр1. Проходквадратящичныйящичныйящичный1СТЬ истечения pi/Ш Времй охлаждения-с.kgttnfa. | Дайланиё в

187. Давлени&воды кПа. | Скорость eoribi

188. Графическое отображение результатов расчет!

189. Изменении температуры металла по пропадай

190. Мои^ость прсжатки » Мсщюсть двигателя1. Номер прохЬда' Ж Выход ".J|1. Назад.1. Вперед»1. Файл Показать

191. Прогнозирование показателей качества

192. Диаметр зерна аустенита мкм. Диаметр зерна феррита [мкм] Доля феррита [%]1. Доля перлита 54.297 70.3

193. Пежпластиночное расстояние мкм.

194. Временное сопротивление разрыву МПа.1. Предел текучести МПа.013 ,678.1

195. Относительное удлинение 54. Относительное сужение [54]594.1

196. Упругая деформация последней клети мм.

197. Наименьшее значение в поле допуска мм.

198. Глубина обезуглероженного слоя мм.0.19

199. Глубина окисленного слоя (окалина) мм.1. Критерий эффективности03 0.207-I15.111. Априори1. Файл Показать Справка1. Общая

200. Прокатываемый-материал ЙЕЯммма—а"

201. Тип стана по профильному сортаменту |мелкосортный Время нагрева заготовки |110

202. Исходная заготовка под-прок( Стврона заготовкиквадрат1. Выход.1. J''-.fa.- '"•;,■,

203. Форма конечного профиля Диаметр готового п|1. КЪлйчество проходов

204. Темератураеыдачи .заготовки из п>

205. Длийа заготовки Скорость рольганга Конечная скорость прокатки Исходный диаметр зерна ayi —ореннав охлаждение (ЫО) Длина установки 90• I—■

206. Диаметр камеры установки 90 Температура металла после Ыбv

207. Заданные (требуемые) показатели качества Значение |

208. Диаметр зерна аустенита мкм. 10

209. Диаметр зерна феррита мкм. 31. Доля феррита 54. 251. Доля перлита 54. 75

210. Пежпластиночное расстояние мкм. 0.2

211. Временное сопротивление разрыву МПа. 6501.Предел текучести МПа. 550

212. Относительное удлинение 54. 12

213. Относительное сужение %. 41

214. Упругая деформация последней клети мм. о "".

215. Наименьшее значение в поле допуска мм. |0,3

216. Глубина обезуглероженного слоя мм. 10.2

217. Глубина окисленного слоя (окалина) мм. j 0.011. Вперед.»1. Априорикачествапание показателей качествагвг

218. Диаметр зерна аустенита мкм. Диаметр зерна феррита [мкм] Доля феррита [54]1. Доля перлита 54.

219. Пежпластиночное расстояние мкм.

220. Временное сопротивление разрыву МПа. Предел текучести [МПа] Относительное удлинение [54] Относительное сужение [54]

221. Упругая деформация последней клети мм. 0.19 Наименьшее значение в поле допуска [мм] 0,3

222. Глубина обезуглероженного слоя мм.

223. Глубина окисленного слоя (окалина) мм.1. Критерий эффективностиу Априори1. Общая информация1. Прокатываемый материал |

224. Тип стана по профильному Сортаменту Я мелкосортный

225. Время нагрева заготовки .Я120 Жтчвние •

226. Диаметр зерна аустенита мкм.

227. Диаметр зерна феррита мкм.1. Доля феррита К.

228. Исходная заготовка под прокатку Сторона заготовки1. Доля перлита%.квадрат

229. Пежпластиночнов расстояние мкм. Временное сопротивление разрыву [МПа]1. Предел текучести МПа.

230. Форма конечного профиля Диаметр готовой профиля

231. Относительное удлинение %.1. Относительное сужение %.

232. Упругая деформация последней клети мм. Наименьшее значение в поле допуска [мм]1. Количество проходов "

233. Темературавыдачи заготовки из пвчи ,|l000 Длина заготовки ' J|| '?.''*.*'jfj. Скорость рол'Ьганга . '

234. Конечная скорость прокатки < 2 Исходный диаметр зерно аустенита Jrjl 0 Ускоренное охлаждение (90) Ж' . есть Длина установки УО |5

235. Диаметр камеры установки УО |100

236. Температура металла после Ш ,; ?|б50

237. Глубина обезуглероженного слоя мм.

238. Глубина окисленного слоя (окалина) мм.1. Выход1. J-* Априори1. Деформационный режим

239. Результаты расчета деформационного режима прокатки —

240. Проход Кантовка ~. Калибр,| Вытяжка в паре

241. Выт(Мжа в проходе Заполнениеребровой овалребровой оваловалребровой оваловалребровой овал

242. Графическое отображение результатов расчета

243. Графики | Чертежи калибров |1. Устойчивость раската1. Распределение вытяжек• ю ■*■' Номер проходе101. Номер прйходаю1. Номер прохода-»- Допустимый угол захвата Теорий угол аахвэта1. Точный расчет1. Вперед »1. Назад1. Априори1. Скоростной режим прокатки

244. Результаты расчёта скоростного режима прокаткм

245. Скорость прокатки M/fc. ;0«арйты валков'[6В/мйй] |-Скорость деформации р/с)1. КвЛивр1. Пауза до проходе с.1. Проходквадратящичныйящичныйящичныйящичныйящичныйящичныйическое отображение результатов расчет!

246. Линейная скорость прокатки8 10S 12 14 18 181. Номер.прохода10. 12 Номер проходаit BbKOS1. Назад1. Вперед >>f' Априори

247. Температурный режим Прокатки

248. Изменение температуры металла по проходам . г:~.-'--------

249. Графическое отображение результатов расчета

250. Изменение температуры металла по проходам.

251. Изменение деформационного разогрева по лрюхЬдам1. Номер прохода1. Номер прохода1. Назадыход1. Априори

252. Эноргосиловые параметры прокаткиj Сопротивпенйэдвф'йрнвцииМПа. | Контактное давление [МПа] | -Ысипие прокатки [иН] | Реакции:1. Проход1. Калибрящичный139.732702.1ящичныйящичныйящичный132.33ящичныйящичный

253. Изменение мЪщнпс™ по прохода»

254. Изменение; усилия прокатки по прох&яам

255. Изменение момента прокатки По проходам 650 И"- --—:-—:---101. Номер проходаю1. Номер прохода10 151. Номер прохода-1. Вперед>>1' Лнрнири 1. Файл Ппсамге Спрда*

256. Прогнозирование показателей качества .-с. —1п4»и^пации и цил.ааа>вН)1Л иачо1-1 ва Показатель качество 1 Значение 1

257. Диаметр зерна аустенита мкм. 21,674

258. Диаметр эарна феррита мкм. 2.00S1. Доля феррита И. 33.71. Доля перлита \. 66.3

259. Пежпластиночное расстояние мкм. 0.2

260. Временное сопротивление разрыву МПа. ■658.2 1.

261. Предеп текучести МПа. 573.0

262. Относительное удлинение %.1. Относительное сужение %.

263. Упругая деформация последней клети мм. 0,27

264. Намменьишэ значение в пола допуска мм. 0.3

265. Глубина обвзуглероженного слоя мм. 0.105

266. Глубина окисленного слоя (окалина) мм. 0

267. Критерий эффективности 1.68111033, Москва, Россия, Золоторожский вал, 11 окпо 057577651. Я)г&/Л4?ё от //. ое1. На №от