Способ прокатки широкополочных двутавровых балок

Способ прокатки широкополочных двутавровых балок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широкополосных двухтавровых балок. Цель изобретения - повьш;ение качества балок путем устранения дефекта стенки волна. Для достижения цели необходимо учитывать величину и характер (сжимающие и/или растягивающие)напряжений, создаваемых деформацией, которая зависит от температуры в местах сопряжения стенки с полками и в середине . стенки, а также от величины относительных обжатий по полкам стенки и их отношения ( 0,03-0,1). Прокатка при высоких температурах не приводит к улучшению макроструктуры , а следовательно, и механических свойств из-за высокой скорости перекристаллизации, в связи с чем необходимо контролировать чистовую прокатку по ее температуре и температуре рекристаллизации аустенита. 3 ил., 1 табл. 1C (Л со о 4 СО 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 В 21 В 1/1О

1Д !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3979691/22-02 (22) 25.11.85 (46) 23.04.87. Бюл. ¹- 15 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (72) Т.С.Исаченко, 10.А.Коркодинов, Н.П,Скрябин и Г.Г.Траянов (53) 621,77.04 (088,8) (56) Грицук Н.Ф. и др. Производство широкополочных двутавров, — Yi.: Металлургия, 1973, с. 251.

Авторское свидетельство СССР

¹ 884749, кл. В 21 B 1/10, 1981, (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ШИРОКОПОЛОЧНЫХ

ДВУТАВРОВЫХ БАЛОК (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широкополосных двухтавровых балок. Цель изобре„„SU„„1304943 А 1 тения — повьп:ение качества балок путем устранения дефекта стенки "волна", Для достижения цели необходимо учитывать величину и характер (сжимающие н/или растягнвающие)напряжений, создаваемых деформацией, которая зависит от температуры в местах сопряжения стенки с полками и в середине стенки, а также от величины относительных обжатий по полкам стенки и их отношения (Я, / „ „ =О,ОЗ-О,1)..

Прокатка при высоких температурах не приводит к улучшению макроструктуры, а следовательно, и механических свойств из-за высокой скорости перекристаллизации, в связи с чем необходимо контролировать чистовую прокатку по ее температуре и температуре рекристаллизации аустенита.

3 ил,, 1 табл.

1304943

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широкополочных двутавровых балок.

Цель изобретения — повышение ка- 5 чества балок путем устранения дефекта стенки "волна".

На фиг.1 представлена зависимость охлаждения в месте сопряжения стенки с полкой и самой стенки; на фиг.2 изменение текущих внутренних напряжений в контролируемых участках балки по известному способу; на фиг.3 то же, по предлагаемому способу.

Процесс развития внутренних напряжений, вызванных неравномерностью распределения температуры при охлаждении широкополочных двутавровых балок от температуры конца прокатки до конечного, включает три периода (фиг.2) ° ! период, Прокатка в чистовом калибре крупных балок осуществляется при температуре !030-930 C по месту сопряжения стенки с полками, Так как из чистовой клети стенка балки выходит холоднее полок на 100-150 С, то в ней первой достигается в процессе охлаждения температура А„ и

"з начинается фазовое т превращение, которое идет с увеличением объема.

Из-за взаимосвязи деформации металла в полках и стенке это является причиной возникновения сжимающих напряжений в стенке, которые могут достигать значительной величины и вызвать потерю ее устойчивости.

II период. При дальнейшем остывании и достижении в сочленении температуры Ar фаэовое g oLпревращение начинается в полках и эпюра распределения внутренних напряжений меняется на противополочную, в полках вместо растягивающих напряжений появляются сжимающие, а в стенке, соответственно, сжимающие напряжения проходят через нуль и становятся. растягивающими.

III период, В процессе дальнейшего остывания и выравнивания темпера50 туры в эпюре распределения внутренних напряжений происходят следующие изменения: в стенке вновь появляются сжимающие напряжения, а в полках— растягивающие, и эти напряжения тем

55 значительнее, чем дольше в процессе охлаждения сохраняется перепад температуры по элементам профиля, Однако внутренние напряжения в балке возникают не только от перепада температуры. На них еще, кроме того, при прокатке накладываются напряжения, возникающие от внешних касательных усилий. При превышении обжатия полок над стенкой в полках возникают сжимающие напряжения, а в стенке растягивающие. Поэтому прокатка с преимущественной вытяжкой полок в интервале температуры фазового превращения металла стенки (1 период охлаждения) приводит к уменьшению напряжений из-за сложения противоположных усилий, что позволяет избежать дефекта "волна" и уменьшить общий уровень напряжений. Аналогичная прокатка íà II периоде охлаждения, который начинается с фазового преврашения в полках, приводит к увеличению внутренних напряжений из-за сложения однозначных усилий. Поэтому вероятность

"волны" по стенке не уменьшается, зато вероятность волны" по полкам возрастает, остаточные напряжения также увеличиваются. Для достижения цели необходимо учитывать величину напря— жений, создаваемых внешней деформацией, она зависит от ее величины в полках (f ) и стенке (P ) и их !. ст отношения (-.;--) . Из принципа совГ пол местности деформации и теории упругости следует, что чем больше 1„,„ и

С, меньше — -, тем значительнее воз пол никающие напряжения.

Прокатка при высоких температурах не приводит к улучшению микроструктуры стали и ее механических свойств из-за высокой скорости рекристаллизации.

Т„,-900-850, A,„ 770-740 С— для строительных сталей, Для получения качественного проката по кривизне, остаточным напряжениям и механическим свойствам необходимо контролировать чистовую прокатку по температуре и ее отношению к Ar и Т „„, по обжатиям: по их 3 разности лЕ = P -P., (/) и их отношению — —. пол

В таблице приведены режимы деформации балки 80Ш2 из Ст,3, Ar 750 С, Т« 850 С.

1304943

Е

QJ

М х м

»!) л

С « у»

QJ QJ

O Z х х х QJ о

Е" о! Р1

Е и о х

Ю

Х X х QJ

ctJ QJ С х ц о о о и

СС! О

1 х и \

О1

О1 о

Ю л о

Ю о

Ю о л о о o o o о

СО

ОЧ с! н!

+1 о!сч

Н» I о о

СO

o o л о а г О 0 г- л О

О о о л

o o о

О 1 О

Л Г О О

« н а л

Щ сч

CJl о о л о о 1 сч сО оЭ г л

О н!

С х х х д о! а JJJ 0

QI CJ

JJJ a и о о о

< > о о и

М

< с-» г

»:

«

0 с н» н

1 1

Ц

qJ

С!

Р

<У

1» х м х х х

>х QJ ,о JJI х о

Р Р х

E А с! а

Р <б

QJ JJl

И

А

QJ н»

Ц х

Х Х 1

Д (6 «1 0

Р, !С 01 с ь о а 1 о сч I м

I Н1!

+IN

«I

1 Н! л о р л л О О О

1 о о !.»

Ю и Ъ

yI н» ч о о ч н о

О о

Н»1 Н»

1 1 ч

Н»1 о о о

Ф) л !» с»

v

С \

«

1.» 0 н» ч

3» н!

+!N

«! <

ul о н1

СО И Л

° A *

СО iО Ю ul ! I 1

О сч

О СО

o o o o

О1 СУ CJI CJI г г г л о o o o .Ф .Ф г л г о o o o

3 Ф

CO СО СО CO

1304943

cd

Х л! Ц м о ! о о !

I I

cD

o v o

Ж (!!

И 4 з» Е

Id,u ж н о и!

С 4 л

О

О"1 гГ} л л .0 - О

1 с 4

Ю

С7 л

Ю

Д1 г

Ю гг 1

I

I

I г!

Ю

-Ф (Л сч 1

Оъ и

СЧ

Ю

-o

1 о

QI 1 !!! >к о ч» о о

m И O о

0)

З Х

Ы Х Ю

cU

cd о г 1

Ю Ю л

Ю Ю Ю Ю

o o o o

o o o o

О О О О г с г» г

o o o o.г -1

r r r г

O О Ю Ю

-Ф 4 -4

Xl CO СО СО

i

I

I !

I I

I

I г л

Ю I

I

I

I !

I !

1 !

1 !

»

QI к о!о

cd - С О

Йио

7 304

"., + т

Горячая прокатка при ------ -" Ar +

2 .л

+ 50 С не устраняет волны" из-за частичной релаксации напряжений от прокатки к моменту начала фазового 5 превращения металла стенки (6 еТ

9,5 кг/мм ). Прокатка при средо ней температуре профиля ниже Ar -50 С з приводит к снижению качества проката иэ-за больших напряжений, вызывающих

10 коробление стенки и полок. Прокатка с лГ 8% приводит к повышению уровня остаточных напряжений (G„,= -9 кг/мм ), Прокатка с лг. > 12/ приводит к появлению "волны" по полкам (известный ст способ) . При .прокатке с — -- . (0,03 технически трудно осуществимо обжатие

E по стенке, Прокатка с -- - ) 0,1 при-20 пол водит к повышению уровня остаточных напряжений в стенке (6 = 8,5 кг/мм ) и ост

Известный способ производства дает высокий уровень остаточных напряже- 25 ний, коробление, низкие механические свойства.

Кривые охлаждения стенки и сочленения профиля приведены на фиг.1, З0

Обозначена зона рекомендованной прокатки пересечением кривых охлаждения с температурой Ar, В этой зоне темТ,+ Т пературы -и- — — л- = Ar + 50 С.

Кривые текущих внутренних напряжений для тех же участков приведены на фиг,2 (режим известный). На фиг.2 видны все три типа развития внутренних напряжений, причем грани" 4п цы 1 периода охлаждения точно совпадают с критической точкой Ar на 3 соответствующих кривых фиг.l. Остаточные напряжения составляют

17 кг/мм . На фиг.3 приведены кри- 45 вые текущих внутренних напряжений в

943 середине стенки и в сочленении для предлагаемого способа прокатки на

1 период ох:|аждения с обжатиями С1 дГ= -F = Si. и — - = 0 03-0 I.

ЛОЛ . 1 ф ° пол

Предлагаемый способ прокатки ведет к уменьшению раэвитя во времени

I периода охлаждения и к снижению остаточных напряжений приблизительно в 2,5 раза.

Прокатка в диапазоне температуры

Т + Т

= Ar + 50 С с обжатиями aF =

2 з—

Е, 8-12/ и — — — = 0,03 — 0,1 обеспе.оол чивает получение балок без"волны при снижении остаточных напряжений и с повышением уровня механических свойств на 1/.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ прокатки широкополочных двутавровых балок, включающий обжатие в черновых, предчистовых, в чистовом универсальном калибре с превьппением деформации полок относительно стенки и регулируемое охлаждение раскатов перед чистовой клетью, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьпнения качества балок путем устранения дефекта стенки "волна", при обжатии в чистовом калибре контролируют температуру в месте сочленения стенки с полкой и посередине стенки, поддерживая температуру в указанном месте сочленения в интервале рекристаллизации аустенита и критической точкой Ar, а температуру середины з стенки между критической точкой Аг и (Ar — 100 С), при этом полусумма этих температурных режимов равна

Ar + 50 С, а разность относительного обжатия полок и относительного обжатия стенки составляет 8-12Х при их отношении 0 03-0,1.

1304943

0 ÎÎÔ 0,06006 Р,l gj 0

32

< 29

5

Составитель В.Лямов

Техред "1 Ходанич

Корректор Н.Король

Редактор Н.Тупица

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 1368/9

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

g

-6 (г, 32

7 и

f6

«>)

w -fb

Со Вси Ось ца о,/ 03 05 07 09 у г, 35 фея 2;ч