Способ исследования пластичности при прокатке

(5)5 В 21 В 1/О ЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветныхметаллов Типроцветметобработка"(56) Чижиков Ю,М, Прокатываемость сталии сплавов. М 1961, с.64-65.Чижиков Ю.М, Новый метод определение пластичности, заводская лаборатория,том Х Ч, М 5, 1948, с.608-613. Деформируемость никелевых сплавов "Нц 1 пй" (СЯЯЯ),1988, 38, М 3, с.114-119,(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ ПРИ ПРОКАТКЕ Изобретение относится к металлургии, в частности к экспериментальным способам исследования пластической деформации и определению пластичности сплавов на основе меди и никеля при прокатке.Известен способ исследования пластичности металлов, заключающийся в прокатке призматических образцов прямоугольного сечения в паре цилиндрических валков, нэ одном из которых выполнен эксцентрично ручей ящичного калибра переменной глубины, при отношении высоты образца к диаметру валка в пределах 0,1-0,15, и последующем определении пластичности,Способ называется прокаткой на клин, так как изготовление ручья в валке, занимающего " 0,75 длины окружности валка, по(57) Использование: снижение трудоемкости и повышение точности исследования в экспериментальных способах исследования пластической деформации и определения пластичности металлов и сплавов, Сущность: способ включает прокатку образца в форме прямоугольного параллелепипеда в двух прокатных валках, один из которых круговой цилиндрический, при соотношении высоты образца с диаметром данного валка 0,1-0,15, и последующее определение пластичности. В качестве второго валка в способе используют овальный цилиндрический валок, величина большой оси сечения которого равна диаметру кругового цилиндрического залка, а величина малои оси, регламентирована. Исследованию подвер-гают образец, длина которого составляет 0,375-0,450 периметра овального цилиндрического валка. 1 ил. 1 табл,зволяет в процессе прокатки получить клиновидную полосу из призматической заготовки за один пропуск с изменением обжатия от 0 до 759 Д. Этот способ наиболеецелесообразно применять для определения пластичности (т.в, величины относительного обжатия, при котором-возникают нарушения еплошности) металлов и сплавов, предназначенных длядеформирования прокаткой, так как другие способы, а именно. способы осадки, растяжения, кручения, ударной вязкости имеют существенные отличия от реальных условий напряженного состояния в очаге"деформации при прокат- ке Способ позволяет определить величинстепени деформации в сечении с первой1784290 510 20 30 45 50 55 трещиной, что соответствует оценке пластичности,Недостатком способа является высокая трудоемкость исследований, связанная с необходимостью точной задачи образца в валки в момент, соответствующий прохождению максимальной глубины ручья калибра вертикальной оси валков. В способе применяется специальное устройство для задачи образца в валки. Кроме того, в известном способе необходимо применять длинные образцы (более . 0,75 длины окружности валка) для образования внешней зоны у наиболее обжимаемой части образца. Исследование длинных образцов ведет к неодинаковым температурным условиям прокатки, излишнему расходу металла, ухудшению условий труда. Применение образцов длиной менее 0,75 длины окружности валка исключает наличие внешней зоны с максимально деформированного участка образца после прокатки.При отсутствии внешней зоны в переднем торце обра ца металл получает преимущественное истечение вперед, вызывая дополнительные растягивающие напряжения в переднем конце образца,которые мо-" гут вызвать появление трещин при обжатиях более низких, чем при йаличии внешней зоны. Отсутствие внешней зоны в образцах, применяемь 1 х в известном способе, создает неравнозначные условия напряженного состояния по длине образца и снижает достоверность оценки пластичности. Наиболее близким по техническому су ществу к предлагаемому является способ,описанный в источнике, который выбран вкачестве прототипа. Цельюизобретения является снижение трудоемкости и повышение точности исследования,Поставленнаяцель достигается тем, чтов способе исследования пластичности при прокатке, включающем прокатку образца в форме прямоугольного параллелепипеда в двух прокатных валках, один из которых круговой цилиндрический, при соотношении высоты образцы с диаметром данного валка 0,1-0,15, и последующее определение пластичности, в качестве второго валка используют овальный цилиндрический валок,величина большой оси сечения которого равна диаметру кругового цилиндрического валка, а величина малой оси определяется согласно зависимости:В-ОНгде О - диаметр кругового цилиндрического валка; Н - высота образца,при этом длина образца составляет 0,3750,450 периметра овального цилиндрического валка.На чертеже представлен комплект валков для осуществления предлагаемого способа.Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом.В начале изготавливают образец в форме прямоугольного параллелепипеда и под. бирают комплект валков такйм образом,чтобы отношение высоты образца к диаметру цилиндрического кругового валка было впределах 0,1-0,15, что соответствует производительным процессам прокатки и позволяет получать сопоставимые с реальнымипоказатели пластичности. Длина образца должна составлять 0,375-0,450 от периметра овала валка. Если длина образца менее 0,375 периметра овала валка, то при прокатке не обеспечивается получение достаточных по величине вйешних зон и получение полного набора деформации, Выбор же длины образца величиной более 0,45 от периметра. овала валка нецелесообразен в связи с тем, что не оказывает влияния на точность и достоверность оценки пластичности.Прокатка образца 1 с исходной величиной Н осуществляется в паре валков, состоящей из валка 2 цилиндрической круговой формы с диаметром О и валка 3, выполненного с поперечном сечением в форме овала. Большая ось овала равна пб величине диаметру цилиндрического кругового валка, а величина малой оси (В) определяется из соотношения: В=ОН. Выполнение валков с такими размерами обеспечивает получение полного набора йакопленных деформаций до разрушения, независимо от того, в какой момент задается образец в валки.Для выполнения испытаний на пластичность металлов й сплавов оба валка приводятся во вращение со скоростью, которая соответствует достижению скорости деформации металла, близкой к скорости деформации металла в реальных условиях прокатки. Чистота обработки поверхности валков также должна соответствовать чистоте обработки валков, используемых в производстве. Поскольку металлы или сплавы испытываются на пластичность преимущественно в литом состоянии, то они подвергаются только горячей прокатке, Поэтому перед испытанием образцы нагревают до рекомендуемой температуры с соответствующей продолжительностью, Нагретые образцы торцом задаются во вращающиеся валки с легким прижатием металла к валкам,В случае, если в момент задачи образца известной методике прокатк, на клин, Данмежду валками имеется предварительно ные испытания представлены в таблице. установленный минимальный зазор, соот- Периметр овала валка определяли из ветствующий максимальному обжатию об- зависимости: разца при вертикальном положении 5 -П 15 р+В т большой оси овального валка, то захват металла валками может и не произойти и воэ- Среднеарифметическое значение покан икает скольжение металла по валкам зателя пластичности находили из зависимо- вплоть до достижения максимальнОго зазо- сти: ра между валками, равного исходной тол щине образца, или несколько раньше, и ХсР=-,лпроизойдет захват. В результате образец будетпрокатан имея переменную подлине где и - число испытаний (в нашем случае толщину, соответствующую изменению об- и 5 жатия от минимального до максимального 15 Среднее квадратическое отклонение значения, где возникает седловина, по- находили иззависимости: скольку толщина образца начинает вновьф (х - ХД возрастатьпривыходеизвертикального,по-и - 1 ложения большой оси овального валка, Та- А а 3 рнализируя данные таблицы можно закай характер деформирования образцов по 20 мет т чтометить, что точность определения величины длине обеспечивает в области высоких об-пен ф р цд р рустепени деформации до разрушения при исжатий, где могут возникнуть нарушенияаРУшениЯпользованииовального валка выше, чем при сплошности металла, условия установивше- ииспользовании прокатки на клин, В частногося процесса прокатки с наличием пеРе- сти величина среднего квасти, величина среднего квадратичного отдней и задней внешней зоны у очага 25 клонения уменьшается в 1,8-2,2 раза. Более деформации, что более близко соответству-. точное зна точное значение величины пластичности до разрушения позволило интенсифицировать ет условиям реального "производственного: разрушения поэв лил процесса прокатки, процесс получения катанки иэ указанныхКРоме того, пРедлагаемый способ по- сплавов. Так, например, разработана технозволяет вести прокатку испытуемых образ цов в обычном цикле беэ применения Р У У Р - 30 . - отовления катанки диаметроМ 7,2Н е еэ РименениЯ мм с применением процесса горячей проспециальных устройств, обеспечивающих а икатки с олее полным использованием плазадачу образцов в определенный момент . стичности е а л.стичности металла. вращения валков,. Кроме того, предлагаемый способ медалее определяют показатель пластич . нее трудое.нее трудоемкий, чем способ прокатки на ности материала, которым является степень клин, так как не требует специальных устдеформации, а критерием - начало нарушения сплошности образца. ру - ройств для задачи образцов в валки вопределенный момент их вращения.Для этого визуальчо определяют место ф ормула изобретения появления первой трещины на боковой по верхности образцов, измеряют высоту об- прока ке рСпособ исследования пластичности припрокатке, включающий прокатку образца в разца в том сечении и рассчитывают ф р рформе прямоугольного параллелепипеда в показатель пластичности по формуле:о муле двух прокатных валках, один иэ которых Н 45 круговой цилиндрический. при отношении высоты образца к диаметру данного валка .где Нтр- высота образца в сечении с первой 0,1-0,15, и последующее определение пластичности, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с трещиной.При усовершенствовании технологического процесса изготовления катанки Йз иизготовления катанки Из ния точности, в качестве другого валка иссплавов на основе никеля необходимо былоеля необходимо было ВО пользуют овальный цилиндрический валок, уточнить максимально допустимую ст 65 йь - величина большо ос величина ольшой оси сечения которого равна диаметру круговогО цилиндрического обжатия. Были изготовлены образцы и ком. равна диаметру кр говогО или плект валков согласно предлагаемому спо- валка а величину ма собу. Затем. производили проКатку согласно зависимости: образцов до появления первой боковойтре В=0-2 Н, г е В - е и й, О, где - величина малой оси, Оа а ель пластично - диаметр кругового цилиндрического валсти. Для сравнения предлагаемого спосо ад Р Р д о способа ка, Н - высота образца, при этом длинапериметра определения пластичности с известным бы- образца составляет 0,375-0,450 ли прокатаны образцы из тех же сплавов пб овального цилиндр чес гоовального цилиндрического валка,1784290 Прииечание Диаметр цнлиндричес, валка, О,ми Показателипластичности,Е Периметровалавалка,Ь, мм исо- Длината об- образрезца ца,Н,им 1,им ПалаяосьовалаЬ,нн Наименованиеисследуемогосплава среднее квадратическое отклоне- ние среднеарифметическоезначение ННРа. 28-01 14 125 1 ОЕ ЗЕ 4,5 О,З 25 136 Темпера"тура 850 С Определить не удалось из-за отсутствия полного набора обиатий0,4 1 0,060,40,058Ов 42 оэ 0600,42 00610,41 0,060Определить не удалось из-за отсутствия полного мабора обязтия0,397 0,051 Прокаткапо предлагаемомуспособу 1 ОВ 384,5 108 384,5 1 ОВ ЗВ 4,5 108 384,5 108 384,5 158 562 136 136 136 136 136200 14 144 14 145 14 15 ч 14 170 14 173 21 135 0,375 0,377 0,400 0,442 0,450 0,240 158 562 158 562 0,400 0,400 21 225 35 225 200 200 доследовать образецне удалось из-запробуксовки валков 15 225 200 . 158 562 0,400 Определить не удвлось из-за узкойзоны деформации0,11 0,0390,44 0,113 1 Ов ЗЕ 4,5 О,З 77 14 145 200136 136 НРз 0,4НРв28-0Нрз 0,4 Прокаткаив ююн о,6 0,086 136 200 Составитель А. Булановедактор А.Тычина Техред М,Моргентал Кор П,Гереши Заказ 4331 ВНИИПИ Госуда Подписноепо изобретениям и открь 1 тия-35, Раушская наб 4/5 Тиражвенного комит 13035, Москва ри ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101