Способ исследования деформации металла при пластическом формоизменении

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ 1 СТИЧВжиЩСПУВЛИК 1 У (11 22 11 13/О Ь 3/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ,ЕТ СССР ГО ДЕЛАМ И 305 РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ич еталла с я слитка слое юл. Ф 31 н дена Трудового Крас- д итехнический институт м лнн, Г.М,1 Иульгин,олпа и В.В.Сумина о 88.8) с видетельство СССР в 22 П 3/02, 1972.т н. Черная металлурс. 96-101.ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОР- м И ПЛАСТИЧЕСКОМ ФОРМО- вр ающий формирование. в ли-химическими сво слитка и определ алла по изменени ствами,ние перевзаималла,ыми и зи еформаци ещения м слоев мет йся те сположени ного сследеи крис- перио- еталла корения процессармации металла, прслитка производяращение кидкого0,5-2 мнн с интер"-.нием в 3-5 раз бащения до полной цел ью у деф ани алл ое дичес в теч ал ен ьши ехд ристалзации(71) Донецкий оного Знамени по(54)(57) СПОСОБМАЦИИ МЕТАЛЛА ПИЗМЕНЕНИИ, вклю поперечном сечении кристаллизирующ1 12520Изобретение относится к исследованию течения внутренних слоев металла при деформации в лабораторных и промышленных условиях.Целью изобретения является ускорение процесса исследования деформации металла.Способ исследованиг. деформации металла включает формирование в поперечном сечении кристаллиэующегося 10 слитка слоев металла с различными физико-химическими свойствами, д формацию слитка и определение перемещения металла по изменению взаимного расположения слоев металла, при этом 5 при кристаллизации слитка производят периодическое вращение жидкого металла в течение 0,5-2 мин с интервалом между вращениями в 3-5 раз большим до полной кристаллизации, 20Вращение жидкой фазы приводит к разделению объема металла по плотности его компонентов. Наиболее холодные и тяжелые фракции под действием центробежных сил оттесняются к границе твердо- жидкой Фазы, а компоненты с меньшей плотностью находятся в центральной (осевой) зоне. При вращении жидкого металла происходит обламывание ветвей дендридов ЗСи циркуляция жидкого металла приводит к вымыванию ликвирующих элементов, в частности серы, из межосных промежутков дендридов. В результате вращения расплава происходит перераспределение 35 жидкости по плотности, сепарация не- металлических включений, и после полной кристаллизации слитка на поперечных темплетах видны характерные светлые полосы, которые соответству ют границе раздела фаэ в момент вращения металла.Светлые полосы являются зонами отрицательной ликвации и ширина этих зон, а также интенсивность свет лого фона зависят от скорости перемешивания и технологических парамет" ров - степень нагрева металла, химический состав стали, скорость охлаждения металла и т.д. Однако опреде ляющим является время вращения металла. В результате опытов установлено, что для формирования четко выраженной полоски обратной ликвации необходимо вращение металла жидкой 55 фазы не менее 30 с. В противном случае отсутствует четкая граница между слоями металла с различной степе 27нью травитости и ширина светлых полос с меньшим сопротивлением деформации, уменьшаясь после деформации, становится чрезмерно малой для осуществления замеров.увеличение времени вращения свыше 2 мин вызывает резкую границу в химическом составе слитка на границе слоев металла, что при последующей деформации влечет эа собой образование внутренних дефектов сплошности и отличные от реальных условия формоиэменения, Каждый цикл вращения вызывает принудительную циркуляцию жидкого металла на границе твердой и жидкой фаэ и приводит к образованию обратной ликвации. После окончания вращения продолжается кристаллизация металла с образованием обычной макроструктуры, которая при травлении темплетов выявляется кактемная полоса.После формирования светлой полосы вращение металла прекращают на время, в 3-5 раза превышающее врейя вращения. Сокращение времени кристаллизации металла беэ вращения вызывает, как показали эксперименты, стирание границ одежду светлыми и темными полосами при травлении, что приводит к существенному снижению точности при определении деформации внутренних слоев металла.Таким образом, периодическое вращение металла в жидкой фазе приводит к образованию чередующихся темных и светлых слоев металла. Наиболее целесообразно производить вращение металла методом электромагнитного перемешивания. При обеспечении ин-. тенсивного перемешения жидкой фазы необходимо на границе раздела фаэиметь достаточные усйлия которые создаются электромагнитными силами. Сила электромагнитного перемешивания пропорциональна электропроводности металла, плотности и скорости магнитного потока. Потери магнитного потока зависят от частоты тока и изменяются при росте закристаллизовавшейся части слитка. Применение электромагнитного перемешивания дает постоянство и воспроизводимость результатов по образованию чередующихся светлых и темных полос.П р и м е р. В изложницу с толщиной стенки 20 мм заливают сталь мароки ШХпри 1530 С. В поперечномСоставитель С.СухомлиновРедактор А.Ворович Техред М.Ходаиич Корректор Л.Пилипенко Заказ 4564/11 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 1252сечении изложница имеет форму прямоугольника со сторонами 240 300 мм.По сторонам изложницы установленыдва индуктора бегущего магнитногополя. Каждый индуктор выполнен в виде магнитопровода шириной 240 мм, нарабочей поверхности которого закреплена трехфазная обмотка возбужденияс одним витком в каждой фазе. Полюсное деление обмотки - 0,27 мм, число 10стержней на полюс и фазу - один. Ин"дукторы размещены своей рабочей поверхностью на расстоянии 8 мм от наружнои поверхности изложницы. Питаниеиндукторов производится от сети с 15частотой 50 Гц через понижающие трансформаторы. Средний фаэный ток 14000 А,Фаэное напряжение 4,5 В. Полная мощность индукторов 200 кВ.А,После заливки металла и выдержки 20в течение 5 мин производят включениеиндукторов в течение 60 с. Затемотключают питание индукторов и происходит нормальная кристаллизация втечение 5 мин, после чего опять вклю чают индукторы на 60 с. Описанныйцикл повторяют до полной кристаллизации слитка (40 мин) .В результате на поперечных темплетах от слитка получают после травле 027 4ния в 507-ном водном растворе соляной кислоты чередующиеся светлые итемные полосы. Ширина светлых полос3-4 мм, яркость 4-5 баллов. Замериврасстояние между светлыми полосамипроизводят прокатку слитка на стане950/900 в квадрат 135 мм. На поперечном темплете от квадрата 135 мм после травления производят, замеры расстояний между светлыми полосами ипутем сравнения с ранее выполненнымизамерами определяют перемещение металла по поперечному сечению проката,Опыт применения предлагаемогоспособа в условиях опытно-промышленного производства показал, что времяпроведения эксперимента на порядокниже по сравнению с известным способом. Применение изобретения,обес-чпечивает стабильность и достоверность получаемых данных. Максимальная величина относительной погрешности полей перемещений металла,включающая колебания толщины светлык полос, погрешности измеренияи построения эпюр, составляет 14;53,что позволяет использовать экспериментальный материал для анализа кэчественной и количественной картиныдеформации металла,