автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Разработка технологических основ формирования служебных свойств листовой стали с алюминиевым газотермическим покрытием

? 1 0 9 Й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

На правах рукописи

УДК [621.793.72:669.718.67 +621.771.016]:669.14—415

РАДЮК Александр Германович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СВОЙСТВ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ С АЛЮМИНИЕВЫМ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ

Специальность 05.16.05 — «Обработка металлов давлением»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

.-"■у / Москва 1990

/ " /

Работа выполнена в проблемной лаборатории процессов пластической деформации и упрочнения Московского ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени института стали и сплавов. :

Научный руководитель: кандидат технических наук, старший научный сотрудник ТИТЛЯНОВ А. Е.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ПИМЕНОВ А. Ф., кандидат технических наук ПРОТАСОВ Г. А.

Ведущее предприятие:

Череповецкий ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат имени 50-летия СССР

Защита диссертации состоится » 1990 г. в ¡2.

час. мин. на заседании специализированного Совета Д 053.08.02 при Московском институте стали и сплавов по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, дом 4, ауд. 436.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского института стали и сплавов.

Автореферат разослан «' « »

1990 г.

Справки по телефону: 236-99-50

Ученый секретарь специализированного Совета

ЗИНОВЬЕВ А. В.

' : ' ' ОНЩ ХАРЛКТЕИСТИКА РАЮТН

--Д5-1 ! :ьо1Г'Л'.'^ !

--- . Актуальность работы. В основных направлениях экономического и социального развитая СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года предусматривается значительное увеличение выпуска металлопродукции с антикоррозионными покрытиями.

В работа для исследований выбргно алюминиевое покрыто, так ■ .как запасы данного металла, обладающего высота антикоррозионными свойствами в различных средах, достаточны. . .

Одним ив перспективных способов нанесения алюминиевых покрытий является газотзрг.аческое напыление /ПЯ/К являющееся экологически чистым процессом о возможностью полюй утилизации отходов, а также позволяющее наносить одностороннее покрытие и различные по составу и механическим свойствам металлические композиции - псевдосплавы, обладающие комплексом новых ценных свойств»

Однако, широкое применение металлопроката с такого рода покрытиями без дальнейшей обработки сдерживается такими его недостатками, как высокая пористость, низкие прочность сцэшшния и пластичность и т.п.

В связи о этим разработка технологических основ формирования служебных свойств листовой стали с алшиниевым газотергягчэским покрытием (ГТП) представляет собой актуальную научную и практическую задачу.

Исследования выполнялись в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ АН СССР на 1985-1990 года по направлении 2.26.4.5, совместный постановлением ЦК КПСС и СМ СССР й 859 от 23,07.87 года, программой "Грубы" Госстроя СССР.

Целью таботн является разработка технологических основ формирования служебных свойств листовой стапи с алюминиевым ГШ и рассмотрение возможности его применегаш в ряде процессов ОЭДД.

Для достижения пели в работе решали следующие задачи: ; 1. Установить особенности процессов напыления и холодной прокатки листов с алюминиевым покрытием.

2. Опредачить-влияние режимов прокатки и последующей термической обработки на формирование требуемых служебных свойств лис--товой стали с алюминиевым покрытием.

3. Разработать осюви технологии производства листовой стали с алюминиевый покрытием.

4. Показать возможность ношх перспективных направлений применения алюминиевого покрытия в ряде процессов ОВД.

Научная новизна. ¡Экспериментальным исследования установлен характер взаимосвязи основных служебных характеристик покрытия с режимами его напыления и последующей холодной прокатки. Определена зависимость искажения профиля получаемых листов и напряженного состояния на границе раздела покрытия и основы от режимов напыления и деформации. Экспериментально определены режимы прокатки и последующей термообработки стальных листов с алюминиевым газотермическим по^ытием, обеспечивающие снижете его пористое ти до 3.. .8% и повышение пластичноета. На основе экспериментальных и теоретических исследований разработан атгориты расчета технологических параметров процесса получения листовой стали с алюминиевш газотермическим покрытием, обладающей заданными служеолыми свойствами.

Технические решения по повышенно эксплуатационной стойкости теплоотражателышх экранов .и управлению напряяеино-дефрмированнам состоянием в процессе гидростатического выпучивания заношены положительными решениями по заявкам на изобретение Л 4495485/31-02, И 4377484/31-27, У- 4377485/31-27.

Практическая ценность. Предложены основ« Технологии яроизволг стра лиоторой стали о алшлниевш ИПГ обеспечивающие получение требуемых служобнкх свойств продушив. Высокие отракательшэ свойства алюминиевого покрытия использованы для повышения эффективности работы теялоотражательных экранов на рольгангах ШС горяч. Я прокат-кг, а высокие геплодоглащательннз свойства кошозшионтк покрнтий на основе алюминия - для повышения эффективности нагоава заготовок деред пластической деформацией. Разработаны рекомйндагти по использованию ГШ для управления тапршееиш-дефзртфованным состоятся в процессе гидростатического выпучивания листовых материалов.

Реализация работа в промышленности. Результаты исследований переданы КНКТИ для разработка технологического процесса производства труб из листовых заготовок с алюминлекш ГШ.

Рекомендации на проектирование линии нанесения алюминиевого ГШ на стальную полосу переданы в пех механизации ШУ.К.

Разработаны и прошли 6пытно-промш<ленную проверь теш; оо трассаталень® экраны на промежуточном рольганга сгана 2800/1700 ДЩ-1 • ЧерГЛК и на рольганге между четвертой, и пятой клетями черювоИ группы стана 2000 ЛПЦ-3 Ш!К.

Прошел опытно-промышленную проверку пропасс нагрева заготовок под прокатку и штамповку с использованием композиционных ГИТ на основе алюминия с высоким коэффициентом чернотч для повышения эффективности нагрева на ПО "йхорс.кий завод". ,

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы долойзны ¡¡а I конференции молодых ученых ¡1 специалистов "Новые процессы получения, обработки и методы исследования металлических материалов", '.лсква, 1Ш пгл. Баркова АЬ СССР,1587 г., на Всесоюзной научно-технической конференция "Обобщение опыта рабо'-и молодых .ученых, иикене&ов и рабочих отрасли по экономия млте?ч«зЛ!.ных и

энергетических ресурсов", Донецк, ДонШМЧермвт, 1989 г.

г Основное содержание работ отражено в И публикациях, Э описаниях изобретений СССР.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, i глав, заключения и приложений, изложена на 89 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 15 таблиц, список использованных источников состоит из 51 наименования,

JSCQlEEOBAHJffi ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ НЯШШШ

И ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ СТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ С АМШНИЕШМ . ■ ' ГАЬОТЕРМИЧЕСКШ БОКРЫТИЕЫ

В зависимости от назначения изделий с алюминиевым ГШ и вида их дальнейшей обработки необходимо получение покрытий определенной толщины и разнатолыигаюсги, которые существенно зависят от режимов , нанесения покрытий и последующей прокатки.

Экспериментально установлено, что наиболее существенное влия-• ние на разютолщинность покрытия оказывает поперечное перемещение метачлизатора относительно направления нанесения покрытий. Исследованиями, выполненными при нанесении алюминиевых покрытий толщи- ' ко fi до 150 мш на стальные листы и поперечным .перемещением метад-'лизатора в пределах 0,05...! от ширины полосы напыления показано, что распределение толщены покрытая в зоне напыления подчиняется нормальному закону, Па основании математической обработки экспериментальных результатов, получено соотношение меэду поперечным перемещением,кеталлизатора и относительной разнотол ценностью покрытия в вэде:

S/Q- « (0,667...0,75?)+ 0,562-Д/Нп <£)

гдз Д - поперечная разног олщганость покрытия; Ип - средняя толщина покрытия; £ - поперечное перемещение матадлизатора;' б* - половина ширянн полосы напыления. . .

Исследованиями, выполненными а процессе прокатки стальных . листов с агашшввым покрытием, относительную разкотолщпшость которого изменяли з пределах ~ 0,1...0,7 с обжатием £ = 0,05...0,7, установлена взаимосвязь вышеуказанных факторов о разно-толщшшостью покрытия посла прокатки '' на о011053^111111 торой получена эмпирическая зависимость в виде: •• '

И^-0'051-0/007^0'719^ "Нп V -О'Кипк^ + 0'53Г'(^Х • / <2>

Кроме того, установлены зависимости, возводящие оценивать относительную деформацию покрытия / сп / и стальной основы / £сг/ при прокатка, на основании которых можно такхе определять толдану слоев после деформации, которые имеют вид:

Гп = 0,41 - 1,7-Нц +- 2,12-е + 0,66-Н^ + 2,18-Н^ - 2.81-& 2 -

о о

£ст= -0,04 + 0,23-Нц + 0,83£. - 0,13-Нп-£-0,4-Н^.+ 0,45£^

Данные зависимости позволяют прогнозировать величину разпотол-щишосга покрытия и толщину слоев в готовом листе, а такта выбирать рациональные режимы прокатки, обеспечивающие технологически необходимую их величину.

С цельв определения влияния разнотолщинности покрытия и режимов обяатиЁ при прокатке на искажение профиля лисюв, в частности на неплоскостность и сердовидность, были проведены экспериментальные исследования, в которкх изменяемыми факторами являлись: относительное расстояние от переднего конца листа до исследуемого участка о

/ Об ^ I /; отно ягельная разнотолщинность покрытия С»

... - 8 -

/ о ¿= л/^-т<-0,07/; суммарной обжатие /0,05^ £ < 0,5/; ширина ласта /В/. При зтоы неплоскостность (Ф) и серповвдность ( Б ) листов оценивали известной универсальной единицей - мои. В результате обработки экспериментальных данных методами регрессионного анализа получены эмпирические зависимости, устанавливающие взаимосвязь вышеуказанных факторов в вида:

Ср.= . Ю4 = 23,16 - ёЗ.Вй-Вц/в - 32,83- Л /Нст -' - 2,54*£ + 599,23- £#/£ • А /Нс1 + 383,62-Д /Нс1* £ + + 158,89-• Д /Нсг-£+ 36,57 ( Е^/£)2ШЪ2,17- /4/ -(4 /Н^)2 - 4,85-8 2

$ » 0,075 + 434,19- Л /Нст- 738,05 "Д /Нст*£ + 2839,55- /5/ •(Д/ нот)2

Из соотношений /4/, /5/ получены формулы, позволяющие, соответственно, определить величину допустимой относительной разнотол-щинности покрытая, не приводящей к прввшгешв допустимой ГОСТами ■ неплоскостности и оерповидностн ластов б виде:

Д7НСГ = 0,024 - 0,027 •£ + 0,02-£2 . /6/

Д* /Нс1 =' 0,005 - 0,01-6 + 0,065£2 /7/

• Методика расчета параметров холодна! прокатки листов с покрытием, в основу которой полонены уравнения равновесия напряжений, действующа в горизонтальном и вертикальном направлениях на элементарный объем в очаге деформации и условия пластичности Треска, была дополнена экспериментальными уравнениями,' позволяющими рассчитать деформацию слоев (3).

Теоретическими исследованиями с применением данной методам определены условия возникновения общей волнистости листов, а

также условия отслоешш покрытия ог основы, зависящие от коэффициента трокия па контактных поверхностях покрытия и рабочего вал-lía / JA,j /, основы и рабочего валка /^¿т /« толщины слоев /Нд, Ис1/ и суммарного обжатия / £ /.

Предотвращение общай волнистости листов с покрытием прэдлоае-но осуществлять за счет прокатки в рабочих валах разного диамотра, соотношение мазду которыми получено в виде:

Wjb= 3 - O.ÜII- С/й"Лт)+ 0,015- £ - 0,008-/^ •£+• •

+ 0,ррЭ-Дт-£ - 0,001 Нсг _ /8/

где Dfj (Т)ст - диаметры раб очах валков, устанавливаемых", соотвотствен-но, со стороны покрытий и основы;£< ^сг - значения факторов в нормированном вида» варьируемые в пределах:^//? (/^=0,05... 0,30, Нп =0,05...0,20 мм, Нст=1,5...4,0 мм, £ =0,05...0,25.

При этом за условие выхода ровных листов из очага -деформации принято равенство скоростей выхода металла со стороны обоих валков /по В.Н.Выдрину/.

Определены напряжения сдвига Тв на границе раздела- сдоев вдоль очага деформации. Отслоение покрытия от основы в процесса прокатки возможно при првшвшш напряжений среза максимальными значениями напряжений сдвига, определяемыми в зависимости от толщины слоев и условйЗУпо полученному в рабою выражению:

C*o/(6h/\J3)f?Z,9B^2,2&/rn + О.Пуйст 1,55 : £ - 0,07 + + l.Z-JTn't + 0,05'Jfir-£- 0,07-JICT /9/

где <ап - предал текучести покрытия на сжатие / =86 МПа/.

Из анализа выражения /9/ следует, что наиболее значительное влияние на максимальное напряжете сдвига оказывают условия трения контакта рабочего валка о гихшпяевж покрытием.

- ю -

На основании экспериментальных данных получена зависимость напряжений сроза для алюминиевого покрытия от нормального давления:

Таким образом, на основании экспериментальных данных и теэре-'! тичесгах исследований установлены осноннш особенности процессов напыления и холодной прокатки стальных листов с шшашлевш покрытием, нанесенным способом ГШ, позволяющие обоснованно подойти к,разработке режимов напыления и прокатки,

ЙССШЭВАЬИЕ ВШШШ РЕИМ0В ПРОКАТКИ И ТЕРМООБРАБОТКИ

НА ФОРМИРОВАНИЕ ШИ1БН2Д СВОЙСТВ АЖШШИШШ) ИОКШТЖ

Основными недостатками алюминиевого покрытия являются високв" • пористость, сникающая его антикоррозионные свойства и низкая пластичность, затрудняющая получение изделий с покрытием с использованием процессов ОВД. Отсутствие способов управления отранатальниш свойствами сникает эффективность применения алюминиевого покрытия в качг-тг-Бо антикоррозионного.

Йсслодовали влияние исходной талдаш Д^/ и обхатия /£П/ Покрытия, а также суммарного обжатия / £ / покрытия и основы и последующей терм*обработки на пористость алюминиевого покрытия. При этом интервал изменения толвганы покрытия составлял 50...200 мкм, а обжатия - б...30^. Установлено,, что пористость алюминиевого покрытия снижается с уменьшением его толвдш и увеличением обкатия и достигает 7...Ч>%, Последующая термообработка при температуре ВОО..ДООО°С и времени выдержки - 2 мин показала, что при толщине

покрытия Iíj-j—150...200 ш<н пористость покрытия уменьшается до

с увеличением температуры термообработки в указанных пределах. При этом интенсивное снижение пористости происходит при суммарных обжатиях 5. ..10$.

Оценку пластичности уплотненного прокаткой покрытия проводим по пятибалыюй шкале в соответствии с ГОСТом 14918-80, считая, что высокая пластичность покрытия определяется отсутствием трещин и ■ отслоений при изгибе образцов на IS05 покрытием наружу. Прц исследовании влияния режимов термообработки на пластичность покрытия с делью обеспечения равенства температуря поверхности A¿03/ заготовки н печи /ТП0Ч/, толщину стальной основы выбирал:: равноД 0,4 мл, а толщину покрытия не болоэ 50 мкм. Температура нагрева составляв 700.. Л200°С,' а продолжительность - 15...180 с. Заготовки для проведения испытаний отбирали через каждые 15 с выдержки и 25°С нагрева, Такой диапазон температур и времени термообработки выбран с целью сделать данный процесс непрерывным. На основании выпг тненных исследований и методов регрессионного анализа установлены границы температурных к временных интервалов термообработки, в пределах которых обеспечивается высокая пластичность алюминиевого покрытия /перзый-второй балл/. Формула для определения границ интервалов . получена в виде:

=w>(8,25 - 0,007• (ю; =ехр ( S.083 - 0,0073-ТПОВ) •

где £., ±¿~ соответственно, нижняя и верхняя граница времени выдержки заготовки в зависимости от Тпов» обеспечивающие высокую пластичность покрытия.

С учетом влияния толадата стальной основы на режимы термообработки, обеспечивающие получение покрытия первого-второго баллоь

пластичности, время термообработки находится в интервале, границы которого определяются решением интегральных уравнений вида:

$ е^Я (0,007-тп0й - 8,25) с^ = I.

/II/

Рг

) г^р (0,0073-ТЛОВ- 9,083)«¿^ =1

о .

Уравнения /II/ решаются числзннна методом с использованием математической модели нагрэва /охлаздения/ заготовки с покрытием или экспериментальных кривых нагрела»

На основании решения уравнения теплопроводности методом кояеч-них разностей и о использованием ортогонального композиционного плакирования второго порядка получена зависимость времени нагрева заготовок от температуры в печи и толщины основы кая для одностороннего, так и двухстороннего покрытия. При этом толадана стальной основы была принята в пределах 0,2,..2,0 ш и 1,5...8,0 мм, что соответствует размерам холоди окатанных и горячекатанных полоо.

В результате обработки расчетных данных лолучеш регрессионные уравнения-доя определения времени нагрева заготовок:

-Ь^. -+ + аг-нст +

Эксперимент по термообработке сталышх заготовок размером 1,5x25x50 мм с односторонним покрытием толщиной 100...150 доил доказал справедливость полученных уравнений, позволяющих рассчитать время термообработки при фиксированных температуре печи и толщине стальной основы. .

Шли исследованы отражательные свойства алшшшевого покрытия ¡1 способы управления ими. Установлено, что степень черноты покрытия увеличивается в интервале 0,17...О,33 при нагрева заготовок в печи до температура ПОсРс и уменьшается до 0,05...0,21 в случае предварительной прокатки заготовок с суммарным обжатием 5%.

- 13 -

Изучение отражательных евойста алшшасзого покрытия в процессе эксплуатации было исследовано в усдэг-ют прь,..-..-„¡уточного рольганга стана 2800/1700 на ЧарЫК. Сталышо листы размером 2x250x1300 мм с напыленным односторонним покрытием товдшэй 150...200 мкм и прокатанные с £ =5...10а били установлены в качестве отражательных элементов в конструкции вкрэлсв на высоте 290...570 ш от рольганга. За показатель, характеризуют^ отраяа-толыгае свойства покрытия принимали скорость нагрева листов при прохождении под ними подката. Эксперимент показал, чао отражательные свойства практически не зависят от времени эксплуатации листов, что позволяет рекомендовать алюминиевое покрыие, нанесенное на стальную основу в качестве материала ддч тэплоотражателышх экранов, устанавливаемых па рольгангах станов горячей прокатки с целью сохранения тепла раската.

О цолью повшегшя эффективности использования алкшниевого покрытия при защите металлов от высокотемпературной коррозии разработаны композиционные покрытия на основа алшикая с высокой степенью черноты, В качестве таких материалов исследованы поевдосшга-вы, содержащие определенный процент алшиния и сталп, а также двухслойные материалы с внутренним алшиниевым и наружной стальным слоем. При этом установлено, что при напылении двухслойного покрытия, имеющего стальной поверхностно слой, глубина газенаешцониого слоя нэ превышает глубину слоя при напылении алшинисвого покрытия, что позволяв? рекомендовать такое покрытие для нанесения на заготовки с целью повышения эффективности их высокотемпературного наг-рова.

Исследования показали, что алюминиевое покрытие изменяет пластическое течение основы в процессах ОМД, чго важно учитывать при изготовлении изделий с покрытием. С этой целью бшм определены

показатели прочности /С/ и упрочнения /П./. являющиеся коэф^аци-енхйш з степенном законе упрочнении, из испытаний на двухосное растяжение путей гидростатического выпучивания алюминиевых плас-ки с алюминиевым покрытием, нанесенным на центральную часть заготовок. Установлено, что данные показатели увеличиваются в процессе деформирования заготовок, прячем их значения для материала с покрытием меныне, чеы для материала без покрытия, Болученныо результаты могут быть использованы для управления напряженно-деформированным состоянием в процессах 0Г.5Д.

Даш;не по исследованию особенностей процессов нанесения покрытия, холодной прокатки и термической обработки листов с алвмп-,циевым ГШ, обеспечиваацях получение требуемых служебных свойств, использованы для разработки алгоритма расчета параметров технологического процесса. Алгоритм -позволяет выбирать решай напыления и прокатки, обеспечивающие получение покрытий требуемой пористости и толщины, а такке время термообработка, обеспечивающее получение. высокой пластичности покрытий при определенных температуре в печи и толщине осиовы. При этом релшмц нанесения покрытий и последующей холодной прокатки должны обеспечивать плоскостность листов и отсутствие отслоения покрытия..

Анализ исследованных режшов прокатки и термической обработки позволил стлпановать линию нанесения алюминиевого покрытия на листы. Агрегаты в линии размещаются по ходу технологического процесса в следующей последовательности: малина иглофрезерной зачистки; метоллизаторы; прокатный стан; агрегат термической обработки. Такая линия в настоящее время монтируется на производственной баэо ¡.КСпО. Рекоповдацш на проектирование аналогичной ливш переданы в цех механизации НД],К.

ПРЖ'НКНИЕ ГАУОТМИ'ЕСШ лошпй НА ОСНОВЕ АЖ'ШЮИ В ПР0ЩЕС03 СВД

Внсокно эксплуатационные характеристики алшмниевого 1Т11 (отражательные свойства, коррозионная стойкость и жаростойкость), нанесенных на стальные листы с высокими прочностными свойствам, позволили использовать его в качестве материала для теплоотрака-гельных экранов, устанавливаемых на рольгангах ШО горячей прокатки. Эксперименты на промежуточном рольганге стана 2800/1700 iepf.K показали, что разогрев экранов а атаманые ьм покрытием на 70.,.80°С нюхе, чем экранов из нэр-чхшеющей стапи, а уровень температуры подката, охлаждающегося под зкрана'.ш с покрытием, на ВО...120°С выше, чем при охлаждении без экранов при одновременном снижении скорости охлгодения в 1,5...5 раз, что позволяет рекомендовать экранирование при временной остановке станг,. Применение сталышх листов с алюминиевым покрытием в качестве элементов теплоотршштедьных экранов позволяет рештъ проблему повышения их надежности, т.е. увеличение срока службы без значительных ухудшений отрачательных свойств (пслоаительное решение по заявке на изобретение № 4495465/31-02).

Высокие поглащагельные свойства двухслойных покрытий, состоящих из внутреннего алюминиевого и нарузтого стального слоев использованы для повышения эффективности нагрева заготовок (слитков, пластин) лз титановых сплавов иод процессы (Щ (ковка, прокатка, штамповка и т.д.). Лабораторные эксперименты по нагреву 13ш:идрлчосм1Х заготовок диаметров 80 ш и д.линой 130 ш из слдпва ДТС.Л со срецней температурой в печь II£S°C и пластин размером 2UxI40:u:50 мм :;з сплава ИТБВ с температурой в печи ЮЮ°С с алюминиевым и двухслойным покрытиями (наруаный caoii - из СеС8) показали укепшовш времени нагрева цвлдадрсв в 2 раза при ¡¡осташя®

температуры в центральной зоне П00°С и пластин - в 1,5 раза при

* п

температуре в центре 990 С. В результате промышленного эксперимента, выполненного на ПО "ИжорскиЕ завод"» по нагреву слитков диаметром ?25 и 946 ш из сплава 1ГГЗВ с аналогичным!! покрытиями время нагрева сократилось на 2 и 1,5 ч соответственно.

В случае нагрева пластин толщиной 160 т из сплава ПТ5В с алгг.шиевка и двухслойным покрытиями отмечен более интенсивный нагрев пластины с двухслойным покрытием до Э00°0, что.дает основание задавать температуру в печи по определенного закону с более низкими ее значениями, чем по сущэствукщей технологии, при сохранении времени нагрева. Такое решение приведет к уменьшении энергозатрат /топлива/ на нагрев.

^ Использование алшяниевого покрытия в процессах листовой штамповка позволяет наряду с защитой изделий от коррозии, управлять напряжещю-дофорьжровашым состоянием заготовок, что показано на прадаре получения изделий осесиимегричной форд». Это позволяет уменьшить разнотолщинность изделий или увеличить глубину лунки за счет нанесения покрытия по определенному закону.

Разработанная математическая модель расчета параметров напряженно-деформированного состояния процесса гидростатического выпучивания листовых заготовок переменной толщины позволяет с учетом изменения механических свойств в процессе деформации рассчитать распределение начальной толщины заготовки вдоль радиуса, необходимое . для получения изделия с минимальной разнотолцршностью /положительное решение по заявке на изобретение А 4377484/31-27/.

Получены опытные изделия выпуклой формы с разнотолщинностью, не превышающей 2,5$ для 0,45...0,5 при нанесении покрытия

на алюминиевые заготовки толщиной 0,76...О,79 ш при изменении

отношения '¿л /¿о от 0 до 0,2 в направленна к центру заготовка / /г - глубина лущщ изделия, ^ -.радиус заготовки, ¿л - толщина покрытия, ¿о - толщина основы/.

При отношении к-/Тс(> 0,5 для получения изделий с минимальной разнотолщинностью разработано техническое решение, обеспечивающее достижение поставленной дели путем совместного использования покрытия я вкладыша /положительное решение по заявке й 437/485/ 31-27/.

Использование алюминиезого ГШ в процессе гидростатического выпучивания позволяет исключить трудов!,щуп операции изготовления заготовок переменной толщины, а также получить эконокио дорогостоящих металлов основы.

0ВД1Е ВЫВОДУ

1. Экспериментальными и теоретическими исследованиями установлена взаимосвязь разяотолщианооти покрытия поперечного перемещения металлязатора и режимов последующей прокатки, применение которой позволяет получать технологически необходимую толщину и разнотолаошноегь покрытая.

2. Получены зависимости, устанавливайте взаимосвязь показателей неплоскостности ллстозого металлопроката с покрытием, раз-нотолщяннооти покрытия и суммарных обжаий, на основании которых определены требования к величине разнотолщиншега покрытия, обес-печиваюцей неплоскостносгь листов в соответствии с требованиями: ГОСТов и технических условий на поставку.

3. Установлена взаимосвязь меаду отношением диаметров валков, условиями трения на контактных поверхностях, иехолянмя толкяшшя слоев я суммарными об.татиями, обеспечивающая получение необходимого уровня иеююскостиости ластовой стали о односторонним покрн-

тагам путем прокатки в важах различного диаметра. При этом учтено

напряженное состояние по границе раздела покрытия и основы с целью предотвращения огслоэккя покрытия.

4. Показано влияние исходной толцины покрытия, нанесенного способом ГТН, ствпенн деформации и режимов последующей термообработки на его пористость. Установлено, что уменьшение исходной толгршн покрытия до 50 Iдам и увеличение его деформации до 30$ обеспечивает сткашю пористости нокрития до 7...9$, а термическая с чбогка в диапазона темпзратур 800...IOOO°C вызывает ски-аец-'я h. иотости покрытия до

5. Па основании экспериментальных и теоретических -исследований получена зависимость режимов термообработки стальных листов с

^ алюминиевым покрытием от толданы основы, реализация которой обеспечивает пластичность покрытия первого-второго балла.

6. Разработаны способы управления страдательными свойствами алюминиевого покрытия за счет оптимальных режимов его прокатки и создания композиционных' материалов на основе алгмния. Полученные

• результаты нашли применение при разработке энергосберегающих технологий, в частности, при использовании стальных листов с алюминиевым покрытием в качестве элементов теплоотраяательшх экранов для сохранения тепла подката и при нанесении покрытий на основе алюминия на заготовки из титановых сплавов для повышения эффективности их высокотемпературного нагрева под обработку давлением.

7. Опроделевд показателя прочности и упрочнения алюминиевых заг, говок с алюминиевым ГТН. Полученные результаты использованы при применении алюминиевого ГГП для снижения интенсивности утонения листовых заготовок в зонах максимальных деформаций при гидростатическом выпучивании с целью получения изделий с минимальной раэно-толщгагчостью или увеличенной глубиной лунки. Таким способом полу- •

чоны изделия с разнотолщинносгью не превышающей 2,5$ при относительной глубине луши менее 0,45...0,5. При относительной глубине лунки более 0,5 такая разнотолщшшоогь обеспечивается путей совместного использования покрытия и вкладыша.

8. На основе экспериментальных и теоретических исследований разработан алгоритм расчета режимов тохнологического процесса получения листовой стали с алюминиевым покрытием с задашшми служебными свойствами.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих райотах:

1. Титлянов А.Е., Рада? А.Г., Купченко А.Д. Исследование процёсса прокатки стальных полос с алюминиевым покрытием/ ШСиС. -}Л., 1985. -.16 с. -Деп. в Черметинфориациа 8.08.85, JS 2995.

2. Титлянов А.Е., Радюк А.Г. Исследование температурных полей при получении стальной полосы с алшиниевым покрнтяем/ШСиС. 4,!., IS85. -16с. -Деп. в Чврштинформацтт II.I0.85, ü 3135.

3. Титлянов А.Е., Радюк А.Г., Купченко А.Д. Исследование суперпозиции валиков напыленного металла при газогермическом напылении// Изв.ВУЗов. Черная металлургия. -1986. -№ I. -G. 153-154.

4. Исследование напряяенно-дафоршрованного состояния при осесимметричной нневмисгатической формовке листовой заготовки переменной толщшы/ В.П.Полухин, А.Е.Титлянов, А.Г.Радшк, А.Д. Купченко/ ШСиС. -М., 1986. -34с. -Деп. в Чврмевшф'орлацип J 3521.

5. Титлянов А.Е., Радюк А.Г. Штампуемость листовой заготовки переменной толщины при осасидаегркчной пневмостатической формовка/ ШСиС. -М., 1986. -15с. -Деп. в Черматипформаши й 3585.

6. Титлянов А.Е., Радюк А.Г., Зарапин А.Ю. Оптимизация состава и загрузки агрегатов линии металлизации// Изв.ВУЗоь. Черная металлз/рпл. -1987. -VI. -С.152-15Я.

7. Титлянов А.Е., Еадак А.Г. Расчет толщины ластовой заготовки для осесшлмегричной формовки// Изв.ВУЗов. Черная металлургия. -Т986. -MI. -С. 154-155.

8. Титлянов А.Е., Радшс А.Г. Исследование температурного поля при нагреве стальной полосы с алюминиевым покрыгиецДНСиС. -M., 1967. -31с. -Дел.в Черле информации 10.08.87, № 4I2G

S. Титлянов А.Е., Радик А.Г. Влияние промежуточной термообработки на деформацию листовых заготовок при гидростатическом выпучивании// Изв.ВУЗов. Черная металлургия. -1988. -№3. -C.I37.

10. Титлянов А.Е., Радпк А.Г. Влияние газотермическкх покрыта на деформацию листовых заготовок при гидростатическом выпу-чяваникДМСиС. -49., 1987, -26с. -Дед.'в Чешетинформации 10.08.87, А 4127.

II..Титлянов А.Е., Радюк А.Г. Исследование совместного влияния инструмента и жидкости на деформации листовых заготовок при осесимивтркчной фориозкеДИСиС. -il., 1987. -31с. -Дел. в Чермет-Евформацгаг 30.11.87, » 4272.

12. Титлянов А.Е., Радик А.Г. Исследование штампуемости алю-мшшэвых заготовок с газогершческиш покрытиям при гидростатическом выпучивании //Новые процессы'получения, обработки и метода исследования металлических материалов: Тез.докл.ковф.молодых ученых и специалистов. 4,!., 1987. -С.29.

13. Титлянов А.Е., Радхк А.Г. Повышение эффективности тепло-• отражательных экранов //Обобщение опыта работы молодых ученых, инженеров я рабочих отрасли по экономии магериалышх и энергетических ресурсов: Тез.докл.Всесоюзн.научн.-гехнич.конф. -Донецк, 1989. -С.77-78.

14. Способ осесишетричной 1тсдросгатичос1сой формовки/А. Е. Титлянов, А.Г.1';акк (СССР). - Положительное решонио по заяпко !> 4377-183/31-27, Заявлено 12.02.38.

15. Способ осэснмметричной формовки листоиих заготовок/ А.Е.Титлянов, А..Г.Радкк (СССР). - Положительное решенио по заявка й 43774В4/31-27, заявлено 12.02.,88.

16. Способ подготовки рабочей поверхности тешгоотражательного элемента/ А.Е.Титлянов, А.Г.Вадюк, А.Н.Корншев, Е.А.Поражгаский (СССР). - Положительное решете по заявке № 4495485/31-02, заявлено 19.10.88.

МОСКОВСКИЙ ИНСГПШТ СТАЛИ и сшюв

л-/5-354, ig.ov.3o?.

Заказ Объем Тирах / 0-Ю

Типография ЮТиС, ул.Ордяоишадзэ, 8/9

л