39

%.

В результате испытаний на растяжение образцов металла получают характеристики прочности и пластичности.

Например, для стали Ст. 3:

• предел прочности _уп= 190Н/мм²;

• предел текучести _т= 230Н/мм²;

• временное сопротивление _в= 450Н/мм²;

• относительное удлинение = 28;

• относительное сужение = 62.

Глава 2. Основы теории прокатки

2.1. Очаг деформации и его геометрические параметры

При прокатке металл под действием сил трения на контакте втягивается между приводными валками, вращающимися в противоположные стороны. При прохождении между валками толщина полосы уменьшается, а длина и ширина увеличиваются. Металл при прокатке пластически деформируется не одновременно по всей своей длине, а только на некотором участке, называемом очагом деформации. Очагом деформации называют объем металлаАВВ'А', находящийся между валками и ограниченный плоскостями входаАА' и выходаВВ' (рис. 17).

Это так называемый геометрический очаг деформации. Эксперименты показывают, что пластическая деформация распространяется за пределы плоскости входа и выхода на некоторое расстояние (до линий M и N).

Область, заключенная между линиями M и N, называется фактическим (физическим) очагом деформации. Фактический очаг деформации больше геометрического. Части полосы, примыкающие к очагу деформации, но не деформируемые в данный момент времени, называют внешними зонами или жесткими концами.

Дугу АВ и АВ' называют дугой контакта или дугой захвата. Центральный угол α, соответствующий дуге захвата (контакта), называют углом захвата или контакта.

Горизонтальную проекцию дуги контакта (отрезок АС) называют длиной очага деформации l_d. В нижней части рис. 17 штриховкой показана горизонтальная проекция поверхности контакта полосы с валками F_k.

Характеристики величины деформации приведены в разделе 1.3.

Для характеристики продольной деформации широко используют показатель, называемый коэффициентом вытяжки λ = l₁/l₀.

Коэффициент вытяжки можно также определить по соотношению площадей поперечного сечения полосы до и после прокатки, используя условие постоянства объема . Получим:

,

где F₀ – площадь поперечного сечения полосы до прокатки;

F₁ – площадь поперечного сечения полосы после прокатки.

Если ширина полосы при прокатке не изменяется, что наблюдается при прокатке широких полос и листов, то коэффициент вытяжки будет равен:

.

Взаимосвязь деформаций

Коэффициенты деформации в трех основных направлениях связаны между собой условием постоянства объема металла.

Запишем условие постоянства объема металла:

,

откуда следует:

.

После логарифмирования получим:

(1)

или

. (2)

Запишем уравнение (2) в виде:

. (3)

Из уравнения (2) следует, что сумма относительных (истинных) деформаций (логарифмических) равна нулю.

Знаки перед членами формулы показывают, что по высоте полосы происходит уменьшение, а по другим направлениям – увеличение размеров.

Из анализа уравнения (3) следует, что изменение размеров полосы в направлении длины и ширины не происходит произвольно. Эти деформации взаимосвязаны. Сумма этих деформаций должна равняться деформации по высоте.

Увеличение длины приведет к уменьшению приращения ширины полосы и, наоборот, увеличение ширины полосы приведет к уменьшению приращения длины. В противном случае сумма истинных относительных деформаций по трем направлениям (высоте, ширине и длине) не будет равна нулю, и условие постоянства объема нарушится.

Расчет угла захвата

Угол захвата определяет положение точек, в которых происходит первое соприкосновение полосы с валками, и начинается ее захват силами трения

Из прямоугольного треугольника АОС(рис. 17):

, (4)

. (5)

Это точная формула для расчета углов захвата.

Из формулы (4) можно получить связь между абсолютным обжатием , диаметромDи углом захвата:

=D·(1 – cosα). (6)

C увеличением диаметра валков D и угла захвата α обжатие увеличивается.

Заменяя 1 – cosα =2·sin²≈²= 2·=, после подстановки в уравнение (6) получим:

=D·=R·. (7)

Отсюда упрощенная формула для расчета угла захвата:

. (8)

Для оценки точности упрощенной формулы (5) определим значение угла захвата по двум формулам для конкретного случая прокатки в валках диаметром D= 510 мм с обжатием Δh= 65мми сопоставим результаты.

По формуле (5) = 29,2или 0,51рад.

По формуле (8) = 0,505радили 28,7.

Разница в результатах расчета составляет 1 %.

Следует помнить, что по формуле (5) угол захвата определяется в градусах, а по формуле (8) – в радианах.

При горячей прокатке α = 26 ÷ 32.