Влияние степени деформации на свойства проката

Цель работы: Изучение влияния степени деформации на свойства холоднокатаного проката.

Приборы, материалы и оборудование

1. Листовой прокатный стан 200.

2. Прибор для определения твёрдости по шкале Бринелля.

3. Электропечь муфельная с нагревом до температуры 400 С.

4. Отожжённые образцы из алюминия или алюминиевого сплава шириной 25-30 мм и длиной менее 100 мм.

5. Измерительный инструмент: штангенциркуль, линейка.

Общие сведения

Холодная прокатка (при температуре ниже (0,2-0,3)Т_ПЛ) сопровождается наклёпом металла. Наклёп – упрочнение металла во время пластической деформации из-за роста числа дислокаций и снижения их подвижности. При наклёпе снижаются пластические свойства. Для восстановления пластичности металл подвергают рекристаллизационному отжигу. Рекристаллизационный отжиг – нагрев металла выше (0,3-0,4)Т_ПЛ. При нагреве подвижность атомов возрастает, что сопровождается зарождением и ростом новых зёрен, свободных от дислокаций. Этот процесс называется рекристаллизация. В результате рекристаллизации происходит разупрочнение деформированного металла.

При горячей деформации температура проката выше температуры полиморфного превращения железа, которая выше (0,3-0,4)Т_ПЛ. Поэтому при горячей прокатке одновременно протекают процессы упрочнения (наклёп) и разупрочнения (рекристаллизация). Это позволяет снизить затраты энергии на прокатку и применять большие деформации. Заготовкой при горячей листовой прокатке служат слитки или слябы, в т.ч. непрерывнолитые.

Основные недостатки горячей прокатки:

- сложность получения проката толщиной менее 1,2 мм;

- прокат покрыт окалиной – оксидами железа.

Поэтому листовой прокат толщиной меньше 1,7 мм производят холодной прокаткой с последующим рекристаллизационным отжигом. Заготовкой служит горячекатаная полоса.

В отличие от железа алюминий не имеет полиморфных модификаций кристаллической ГЦК решётки. Температура плавления 660С. Температура начала рекристаллизации 150С. Рекомендуемая температура отжига 370-400С. Твердость по Бринеллю, НВ:

в литом состоянии 20

в отожженном состоянии 25

в деформированном состоянии 30-35.

Методика выполнения работы

Измерить высоту Н, ширину В, длину L образца (заготовки). Измерить твёрдость металла в средней части широкой грани. Установить межвалковый зазор Z, для осуществления деформации на 50 %.

После прокатки провести измерения твёрдости, толщины h, ширины b и длины l проката. Рассчитать фактическую степень деформации _h.

Провести рекристаллизационный отжиг в муфельной печи в течение 15 мин при температуре 400 С. Остудить образец в течение 10 мин на воздухе и определить твёрдость.

Сделать вывод о влиянии наклёпа и рекристаллизации на твёрдость материала.

Контрольные вопросы

1. Какие виды прокатки существуют ?

2. Как обозначается относительное изменение геометрических размеров образца ?

3. Что такое прокатка ?

4. Чем отличается горячая прокатка от холодной ?

5. Как рассчитывается относительное изменение геометрических размеров образца ?

6. С помощью какого инструмента осуществляется процесс прокатки ?

7. Какая форма бочки валки для листовой прокатки ?

8. Как рассчитывается абсолютное изменение геометрических размеров образца ?

9. В каком направлении вращаются валки прокатной клети листового стана ?

10. Что такое наклёп ?

11. Достоинства процесса листовой холодной прокатки.

12. Достоинства процесса листовой горячей прокатки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

а) основная литература:

1. Рудской А.И., Лунёв В.А. Теория и технология прокатного производства: Учеб. пособие. – СПб.: Наука, 2005. – 540 с.

2. Романцев Б.А. Обработка металлов давлением: Учебник [Текст] /Б.А.Романцев, А.В.Гончарук, Н.М.Вавилкин, С.В. Самусов. – М.: изд. Дом МИСиС, 2008. – 960 с.

3. Гарбер Э.А. Станы холодной прокатки (теория, оборудование, технология). Э.А. Гарбер– М.: Черметинформация; Череповец: ГОУВПО ЧГУ, 2004. – 416 с.

4. Технология конструкционных материалов. Дальский А.М. и др. – М.: Машиностроение, 2005. – 592 с.

5. Полухин П.И. Технология процессов обработки металлов давлением / П.И. Полухин, А. Хензель, В.П. Полухин и др. / Под ред. Полухина П.И. – М.: Металлургия, 1988. – 857 с.

6. Грудев А.П. Технология прокатного производства / А.П. Грудев, Л.Ф. Машкин, М.И. Ханин. – М.: Металлургия, 1994. – 656 с.

7. Беняковский М.А. Технология прокатного производства. В 2-х книгах. Справочник / М.А. Беняковский, К.Н. Богоявленский, А.И. Виткин и др. – М.: Металлургия, 1991. – 440 с.

б) дополнительная литература:

8. Грудев А.П. Теория прокатки / А.П. Грудев. – М.: Металлургия , 1988. – 240 с.

9. Белянский А.Д. Тонколистовая прокатка. Технология и оборудование. / А.Д. Белянский, Л.А. Кузнецов, И.В. Франценюк. – М.: Металлургия, 1994. – 380 с.

10. Салганик В.М. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос. В.М. Салганик, И.Г. Гунн, А.С. Карандаев, А.А. Радионов. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 506 с.

11. Шевакин, Ю.Ф. Обработка металлов давлением / Ю.Ф. Шевакин, В.С. Шейкевич. – М.: Металлургия, 1972. – 248 с.