Способ горячей прокатки плит из алюминиевых сплавов

Способ горячей прокатки плит из алюминиевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прокатке металлов, в частности к горячей прокатке плит из малопластичных алюминиевых cnraBOL. 51 ль и:..бг°1егь повышение качества пр. ката г/тем выравнивания механических свойств по толщине и ширине прокат. Способ состоит в том, что прокаTKV ведут с соотношением длины дуги захвата к текущей толщине раската более 0,55 и суммарной степс5 деформации 59- G37- к содей деформацги слитка, а частные обжатия определяет из математическо о выражения. Данный способ позволяет сократить брак по механическим свойствам, 3 нл.s 2 табл. Ј

союз сснетсник социАлистических

РЕСПУБЛИК

„„SU„,, 1629118

А1

Щ)5 В 21 В 3/00

g„lggNH г,;цщ1к- T

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А б 7ОРСНСИИУ СВИДЕТЕПЬС ГВУ

Р.4 := Д3

ГОсудАРстВенный нОмитет по изоБРетениям и откРытиям пРи гкнт сссР (21) 4629824/02 (22) 28.11.88 (46) 23.02.9 i; Вюл. (71) Всесогозный научно-исслеловательск™й f1 п>>оек >" но конс > г> ; к ов киги ин—

c T -. гут .;етаплургич -ского l. ;ïûHîàò>>îения и-r.. А„.И,;!еликов-;а (72> В " Ч >те>виков И.>">. Иеег>.>вин

В, г;:Орл в, В, г, Попов и H.È.Eãñïóòêí о1 .ъ)

> >

"56, ::>пт.:. ско.= ".ãè,üòåëb-. з; СС "

2>. о9, .-;л., 21 В 3/00 196с . авторское свидетечг;ство .,ССР

Р 829222., «r>, В 21 В 3/00, >9/9„ (54,.: СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТИ> ПЛИ".

k.> АИОИИ ИЕВИХ СПЛАВОВ

Изобретение стнос;";тся.: прог.атке металлов, в ч.-,стнос и к гоãÿ åé прока:ке >-,лит из г4алопластиньг алю гиниевых сплавов.

Цель изобретения — поль>шение качества проката путем выравнивания механических сВАНсТВ по толщине H ширине проката.

На фиг. 1-3 показань графики, поясняющие предлагаемый способ.

Способ заклю гается в том, что tlp0катку конечных проходов с 0,55 ггроизводят с суммарной степенью деформации не менее 59-637 от общей пеформаHpè слитка, а частные обжатия литка

r- каждом проходе производят согласно выражению

0,И

Е = (20,0 + 27,5) х (1/h ) (i) при углах захвата 13-18

Ограничение суммарной деформации в диапазоне 1/1гсг> ы 0,55 обусловлено (57) Изобретение относится к прокатке металлов, в частности к горячей прокатке плит из малопластичных алюминиевых сплавоь. Пель и :,б те ";-: повышение качества р ката и;тем выравнивания механических свойств по толщине и ширине прока-.а. Способ состоит в том, что прокатку ведут с соотношением длины дуги захвата к текущей толщине раската более 0,55 и суммарной стеге.>г деформ-.ции 5963/. к общей деформации слитка, а частные обжатия определяют из ма;ематического выражения. Jla >viA способ позволяет сократить брак по механическим свойствам. 3 ил., 2 табл. тем,:eo прската,з этом диап= зоне снижает ь>еханические.свойства центральньгх слоев деформируемога раската, разрыхляя структуру за счет растягивающих напряжений, и увеличивает механические свойства периферийных слоев метапла за счет концентрации в них сжимающих напряжений. Этим создается значительная неравномерность напряже,ний по толщине раската, Зксперименты, выполченные на пр>омьш>ленном стане кварто, показали, что.для вь;.авнивания этой неравномерности напряжений необходима последующая деформаггия с суммарной степенью деформации не менее 59-63Х от общей в условиях пластического сжатия по всей толщине раската, . де меньшее значение суммарной деформапии 59Х требуется при производстве :астных обжатий с

О наибольшим углом захвата ОС = 18 а большее значение суммарного обжа1629118

3. тия QF.< = 63 требуется при производстве частных обжатий с углом захвата (х, = 13 (табл. 1 и 2).

Необходимость превышения суммарной деформации, полностью прорабаты5 вающей сечение слитка, над суммарной деформацией, ухудшающей неравномерность свойств между центральными и периферийными участками плиты, 10 обусловлена тем, что при малых значениях 1/h процесс разрушения структуры центральных слоев раската идет более интенсивно за счет преобладания всестороннего неравномерного растяжения, в то время как при значениях 1/h ) 0,55 уплотнение центральных слоев идет при схеме напряженного состояния,: характеризуемой не только сжатием в вертикальном 20 и поперечном направлениях, но и растяжением в продольном направлении.

Последнее несколько. снижает эффект уплотнения структуру по отношению к соответствующему ее разрушению при 25 малых 1/hc в условиях равных обжатий;

Кроме того, при малых значениях

1/hcP выше уровень напряженного состояния, а следовательно, и действие механизма разрушения центральных слоев металла за счет неравномерности деформации по сечению раската.

В табл. 1 и 2 даны схемы прокатки и результаты измерения механических свойств (предела прочности и уд— линения) для трех состояний металла: исхоцнбго слитка, раската после завершения его деформации в проходах со значением 1/h с @ 0,55 и готовой плиты, Значения предела прочности и удлинения определены на образцах., взятых из верхних слоев в поперечном и продольном направлениях плиты (на фиг. 1 и 2 кривые 1) и на образцах, вырезанных перпендикулярчо направлению прокатки — кривые 2 (высотные образцы). Показано, что при прокатке в диапазоне значений 1/h ср(0,55

50 в высотном направлении идет существенное ухудшение как предела прочнос; ти, так и удлинения, в то время как и верхних слоях раската имеет место улучшение механических свойств. Этим

55 подтверждается, что снижение механических свойств в высотном направлении гроисходит за счет разрыхления центральных слоев раската.

Табл. 1 и фиг. 1 показывают, что при прокатке слитка сплава АК4-1 ч размерами 290х1340х2300 мм в плиту

65xi620õ8000 мм, имеющую неравномерное распределение механических свойств по толщине, достаточно большие частные обжатия F, ) 15, и суммарная деформация 60,5/, произведенная в проходах с 1/h c> > 0,55, не позволили выравнить механические свойства по толщине готовой плиты, Причина в значительном ухудшении структуры центрального слоя раската (Q уменьшилось с 24,55 до 18,2 кгс./мм и g с 3,55 до 2,15%) за счет производства большого числа проходов в условиях прокатки, разрыхляющих центральный слой металла (9 проходов при 1/hcp (0,55 с суммарной степенью деформации 43Х), а также в .том, что прокатка с 1/hq <

< 0,55 производилась при относительно о малых углах захвата (9 42 -10 51) и, следовательно, повышенных.растягивающих напряжениях в центральных слоях раската, Табл. 2 и.фиг. 2 показывают реализацию предлагаемого способа при прокатке слитка сплава ЛК4-1ч размерами 280х1400х2500 мм в плиту

65х1400х10000 мм (D = 700 мм), где равенство механичес)<их свойств (предела прочности и удлинения) между центральными и периферийными участками плиты (Gp,= 42,35-42,4 кгс/мм, 8 = 6,6 ) достигается за счет производства суммарного обжатия в последних четырех проходах с 1/h р ) 0,55, по величине превышающим в 1,63 раза (KF.< = 62 ) суммарное обжатие в начальных пяти проходах с 1/hey ñ 0,55, и производства частных обжатий во всех проходах согласно зависимости (1) и при углах захвата 13,73-16,26

Показано, что деформация исходного слитка на 38, З с 1/h с < О, 55 увеличила в его верхних слоях предел прочности с 24,05 до 29,05 кгс/мм и удлинение с 3,8 до 4,4 и одновременно уменьшила зти параметры в высотном направлении для предела прочности с 24,0 до 20,4 кгс/мм и удлинения с 3,65 до 2,7 . Дальнейшая дефор-. мация этого раската с 1/hcp > 0,55 повышает.свойства в высотном направлении и обеспечивает выравнивание в . поперечном, продольном и высотном направлениях сечения плиты предела прочности до уровня средних значе162911

5 ний 42,25-42,4 кгс/мм и удлинения

Qo уровня значения 6,6 кгс/мм только при достижении суммарной деформации в проходах с 1/h< > 0,55 до 63Х, которая в 1,63 раза превышает предшест- 5 вующую ей деформацию слитка.

На фиг..3 показано требуемое, согласно рациональной пластической проработке деформируемого сечения раската, соотношение между степенью деформации и значением 1/h при угер лах захвата 13 (кривая 1) и 18 (кривая 2), которое описывается выражением (1) и обеспечивает прокатку с 1/hcp «а 0,55 при минимальных рас15 тягинающих напряжениях в центральной зоне раската, а прокатку с 1/h,р) 0,55 при максимальной интенсивности уплотнения центральных слоев раската.

Значения кривой 1 являются минимально необходимыми для обеспечения равномерности механических свойств в готовой плите, прокатынаемой с

1/h0. 0,55 при суммарной степени деформации KF. < =- 637» а кривой 2 максимально возможными при Е< =597, исходя из условия захвата раската рабочими валками и энергосиловых параметров при прокатке проч30 ных и малопластичных алюминиевых сплавов. Точка А — пример рационального соотношения между 1/hzp и E.

Способ осуществляют следующим образом.

Слиток прочного малопластичного 35 алюминиевого сплава подвергают гомогенизирующему отжигу, фрезерованию, нагреву и подают на прокатку.

Задаются - углом захвата ф н диапазоне 13-18 и определяют частные о обжатия $ h в проходах, допустимые по энергосилоным возможностям стана gh, = D(1 — cosg+), (2) 8 6 степенью деформации Е не более

403,,определяют необходимую суммарную степень деформации в конечных проходах с 1/h(p 0,55 как

НЕ (4) где А — коэффициент превышения суммарной деформации в последних прокодах с 1/h(p о 0,55, зависящий от среднего угла захвата в этих пределах

А= 1,45+ К (18 -р(), (5) где Кс = 0,04 — коэффициент с размерностью 1/град;

g(— средний угол захвата н проходах с 1/Ьс о 0,55 град.

Определяют конечную толщину h<, при которой обеспечивается равномерность механических снойств по толщине как

Ь„= (Ь вЂ” (h Е )). (1 — ХЕд), (Е) где h — толщина. исходного слитка, мм. о

При h< Ьпл (где h«толщин искомой плиты) производят докатку раската до заданной толщины искомой плиты при частных обжатиях согласно выражению (3).

Если расчетная конечная толщина

h (h пе, то увеличивают 0(в проходах с 1/h св ) .0,55 или уменьшают исходную толщину слитка hд и, следовательно, 2:Е„.

П р и и е р ° Исходные данные: стан кварто 2840 с диаметром рабочих валков 700 мм. Исходный слиток из сплава АК4-1ч размерами 280х1400х2500 мм.

Требуемая готовая плита размерами

65х1400х10000 мм. Температура начала прокатки 45ФС. Допустимые усилия прокатки 2500 тс и момент прокатки

200 тс м (табл. 2). где D — диаметр рабочего валка, мм;

g,(ь — фактический угол захвата в проходах .. (3) 55 где К = 1,5 — коэффициент размерностью 1/град.

Производят прокатку слитка при значениях 1/h <1) 4 0,55 с суммарной

Проверяют соответствие степени деформации и параметра соотношению, заданному выражением (1), как

Е =(20,0 + Е (Olt(, — !3 )1 х х (1/h- )" р Ф

Исходя из энергосиловых возможностей стана, задаемся углами захвата: в 1-3 проходах 13,73(), н 4 проходе 14,73ч, в 5 проходе 15,05(, тогда

50 обжатие составит: в 1-3 проходах Л h 700(1 - cos 13,73 )) = 700х0,0286

20 мм, в 4 проходе $ h = 700 (1 — c0s 14,73 ) = 700х0,0328 = 23 мм, в 5 проходе 11 Ь = 700(1 - cos 15,05 )

700х0,0343 24 мм.

Значения гараметра 1/h < даны в табл. 2, Соотношение межцу Е и 1/Ь по выражению (1) ".

1629118

Таблица 1

Предел прОЧНОСти ОбразцОВ> клс/ выс Отвык пр

ХОД

4ОНЕЧная т Олзв1на>

Удлинение образцов, 2

Степень обкатин 2

h 7!Оке нт прокатки ° тс к

Скорость прокатки, к/с

Утоп захе та, трал оперечнмс продольных ерхннх слоев поперечник и продопь верхних сл

1 275 5,2

2 260 5,5

9О 0>Á 1145t 23 9 25 О

71 О,8 11451

Раскатка иирииы с !340 ло 1620 >е>..

140 О 8 9436

130 О 8 9442>

123 0,8 912

134 1,О 11 92

Разворот раската на 90 и лопатка па готавук плиту

100 1,25 9442

145 1,25 !3 43

14О t 25 13 43

1ЭО 1,40 15440 29 ° 5-3!.,7

120 1,50 15 40

105 1,60 15 40

1ОО 1,75 15 40 43>1-43>8

3>23>9

24,0-25,3 3,2-3,7

О ° 24

0,25

3 248

4 238

5 229

6 2!5

0,24

0,24

О ° 24

О,зг

4,6

4,0

3,8 б,t, ° о,гб

О,43

0,49

0,6!

О,78

0 ° 9t

1,О

7 205

8 185

9, 165

10 140

11 115

12 90

13 65

4,7

9,8

1О,8

15>1

17,9 г1,7

28>0

2,0-2,3

З,6-4,5

17,6-18,8

35>0-З&,3 5,0-6, 1

4,04,3

Еу = L20,0 + .1,5(13,73 -:13 )) х х (0,31)0 = 7,1_#_9

1К = 20, 0 + 1,5(13,73 — 13 ) х х (0,33)(7" = 7,7Z, E5 = (20,11 > 1,5(15,05 — 13 )Э х х (О 5) = 12, IZ. находятся в области, обеспечивающей требуемую пластическую проработку (фиг. 3).

Производим прокатку слитка при значениях 1/h < (0,55 с суммарной деформацией

280 — 173

Н 8 >00

Опр еделяем необходимую суммарную степень деформации в конечных проходах с 1/hcp > Oз55 при g(cp = 15 96, Е =.(1,45 +.0,04(18 — 15,96 ) х х 0,383 = 0,595.

Определяем .конечную толщину раската, при которой возможно обеспечение равномерности механических свойств по толщине h 7! = )280 — (280"

«0,383)J х (1 — 0,595) = 70 мм.

Так как Ь !(больше требуемой толщины плиты (65 мм), то раскат толщиной 173 мм прокатываем при соотношениях между степенью деформации и параметром 1/hc, заданного выражением;(1), и углах захвата 15,67-16,26

Внедрение предлагаемого способа на станах горячей прокатки типа 2840 позволяет производить качественные крупногабаритные плиты из твердых малопластичных сплавов алюминия и этим исключить брак по механическим свойствам. Способ может быть использован и на других станах при прокатке толстых плит.

Формула изобретения

Способ горячей прокатки плит из алюминиевых сплавов, включающий фрезерование, нагрев и прокатку слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества проката путем выравнивания механических свойств по толщине и ширине проката, прокатку ведут при углах захвата

13-18 и с отношением длины дуги за0 хвата к текущей толщине раската более

0,55 с суммарной степенью деформации

25 59-63% общей деформации слитка, а частные обжатия производят согласно выражению

Е = (20,0 + 2?, 5) x (l/h „) где F., — обжатие в текущем проходе!

1 — длина дуги захвата;

h — средняя толщина деформируемого раската.

1б29118

Таблвц ° 2 онеят рок»тки, с н

Скорость прокатки, н/с

Предел прочности образцо», кгс/нна

I/hñ9

Угол

»а»вата, град

Проход

Степень обпвтив, Х поперечных и продольных верхянх слоев

° ысотвых фО 55 прн Е

Прокетка

ЗВ,ЗХ

Э,S-Э ° 8

23,0-24 ° 9 Э,6-4,0

2Э,0-25,1

7,1

7>7

8,3.

10,5

12 ° 1

2

3.

5!

9,8-21,0 62,52

22,6-23,S

2S,0-25>3

Э0,2-31,0

41,5-43,0

Прохлтка

1,25

1 ° 5

1 ° 75

2,0

2,7-3,1

Э,Э-Э,В

4,1-4,8 Р

6,1-7>1

4,0-4 ° 2

4 ° ЗЛ,9

S 0-5,d

6,0-7>2

0,60 180

О, 73 188

О ° 91 166

l,25 169

147

9Э

15 О

18,4

23 ° 0

30,1

7

197

l 73

О,Э! 190 0,5

0,33 196 0,6

0,36 190 0,6

0,43 183 0,8

0,50 185 1,0

13,73 13,73

13, 73

14,73

15 ° 05 с 1/het

15,67

15 ° 97

15,97

16,26

28,1-30,0

) 0,55 прн Е <

31 0-31 ° 9

33,2-33,4

36,0-37,0

4t>6 42,8

Удлняееие обре»лов, В поперечных высот>вп| н продольных веркина слоев

3 8-4,7 2 5-2 ° 9

1629118

Б« l «Х « t1 «««< «Я «4««

» (K «

Ф ) Я

Ф е

Составитель И. Блатова

Редактор H. Тупица Техред Л»Олийнык Корр ек тор О. Ципле

Заказ 400 Тираж 333 Подписное

ВН(П1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101