Смещенный объем при прокатке

Смещенный объем при прокатке

Выполнен анализ объемного течения металла, выявлены характерные объемы очага деформации, установлены функциональная взаимосвязь между ними, механизм образования смещенного объема при прокатке, а также проведен анализ взаимосвязей между смещенным объемом и другими характерными (смежными) объемами. Ре...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2010
Main Author: Огинский, И.К.
Format: Article
Language:Russian
Published: Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2010
Series:Металл и литье Украины
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49947
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Смещенный объем при прокатке / И.К. Огинский // Металл и литье Украины. — 2010. — № 11. — С. 27-31. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-49947
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-499472025-02-09T21:32:51Z Смещенный объем при прокатке Зміщений об’єм при прокатці Offset volume during rolling Огинский, И.К. Выполнен анализ объемного течения металла, выявлены характерные объемы очага деформации, установлены функциональная взаимосвязь между ними, механизм образования смещенного объема при прокатке, а также проведен анализ взаимосвязей между смещенным объемом и другими характерными (смежными) объемами. Результаты анализа представлены в виде графических зависимостей безразмерных величин. Предложенные закономерности позволяют расширить представление о физической стороне процесса прокатки, взаимосвязях характерных объемов очага деформации. Использование выявленных закономерностей позволяет создать более точные методы расчетов кинематических и энергосиловых параметров прокатки для решения прикладных задач. Виконано аналіз об’ємної течії металу, виявлено характерні об’єми зони деформації, встановлено функціональний зв'язок між ними, механізм створення зміщеного об’єму при прокатці, а також проведено аналіз встановлених взаємозв’язків між зміщеним об’ємом та іншими характерними (суміжними) об’ємами. Результати аналізу наведено у вигляді графічних залежностей безрозмірних величин. Встановлені закономірності дозволяють розширити уявлення про фізичну сутність процесу прокатки, взаємозв’язок характерних об’ємів зони деформації. Використання виявлених закономірностей дозволяє створити більш точні методи розрахунку кінематичних та енергосилових параметрів прокатки для вирішення прикладних задач. The analysis of the bulk of the material flow was done, specific amounts of the deformation zone were identified, the functional relationship between them was established, and the mechanism of formation of displaced volume during rolling also analysis of the linkages between the displaced volume and other characteristics (adjacent) volumes was done. The analysis presented in the form of graphic dependences of dimensionless variables. The established regularities allow extending the idea of the physical side of the rolling process and the relationship characteristic of the deformation zone. Using the identified patterns allows to develop more precise methods of kinematic and energy-force parameters calculation of rolling to solve practical problems. 2010 Article Смещенный объем при прокатке / И.К. Огинский // Металл и литье Украины. — 2010. — № 11. — С. 27-31. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49947 621.771 ru Металл и литье Украины application/pdf Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Выполнен анализ объемного течения металла, выявлены характерные объемы очага деформации, установлены функциональная взаимосвязь между ними, механизм образования смещенного объема при прокатке, а также проведен анализ взаимосвязей между смещенным объемом и другими характерными (смежными) объемами. Результаты анализа представлены в виде графических зависимостей безразмерных величин. Предложенные закономерности позволяют расширить представление о физической стороне процесса прокатки, взаимосвязях характерных объемов очага деформации. Использование выявленных закономерностей позволяет создать более точные методы расчетов кинематических и энергосиловых параметров прокатки для решения прикладных задач.
format Article
author Огинский, И.К.
spellingShingle Огинский, И.К.
Смещенный объем при прокатке
Металл и литье Украины
author_facet Огинский, И.К.
author_sort Огинский, И.К.
title Смещенный объем при прокатке
title_short Смещенный объем при прокатке
title_full Смещенный объем при прокатке
title_fullStr Смещенный объем при прокатке
title_full_unstemmed Смещенный объем при прокатке
title_sort смещенный объем при прокатке
publisher Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate 2010
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49947
citation_txt Смещенный объем при прокатке / И.К. Огинский // Металл и литье Украины. — 2010. — № 11. — С. 27-31. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series Металл и литье Украины
work_keys_str_mv AT oginskiiik smeŝennyiobʺempriprokatke
AT oginskiiik zmíŝeniiobêmpriprokatcí
AT oginskiiik offsetvolumeduringrolling
first_indexed 2025-12-01T00:50:35Z
last_indexed 2025-12-01T00:50:35Z
_version_ 1850265029859868672
fulltext 27МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 11 ’2010 Naydek V., Belen’ky D., Piontkovskaya N., Narivsky A. The combined processing of aluminum alloys by purging with inert gas and liquid flux Summary The results of physical modelling of the new technology of gas-flux refining aluminum alloys were considered. The advantages of the developed process of refining are shown. Keywords gas-flux refining, melt, aluminum alloys Поступила 26.05.10 Розглянуто результати фізичного моделювання нової технології газофлюсового рафінування алюмінієвих сплавів, показано переваги розробленого процесу рафінування. Найдек В. Л., Бєлєнький Д. М., Піонтковська Н. С., Нарівський А. В. Комбінована обробка алюмінієвих cплавів продувкою інертним газом та рідким флюсом Анотація Ключові слова газофлюсова обробка, розплав, алюмінієві сплави УДК 621.771 И. К. Огинский Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск Смещенный объем при прокатке Выполнен анализ объемного течения металла, выявлены характерные объемы очага деформации, установле- ны функциональная взаимосвязь между ними, механизм образования смещенного объема при прокатке, а также проведен анализ взаимосвязей между смещенным объемом и другими характерными (смежными) объемами. Результаты анализа представлены в виде графических зависимостей безразмерных величин. Предложенные закономерности позволяют расширить представление о физической стороне процесса прокатки, взаимосвя- зях характерных объемов очага деформации. Использование выявленных закономерностей позволяет создать более точные методы расчетов кинематических и энергосиловых параметров прокатки для решения приклад- ных задач. Ключевые слова: прокатка, параметр, смещенный объем, единичный объем, остаточный объем, угол захвата П онятие «смещенный объем при прокатке» связы- вают с именем Финка, его считают основополож- ником метода определения работы прокатки на основе смещенного объема. Предложенная Фин- ком логарифмическая зависимость была простой по своей структуре и одновременно неточной. Это вы- звало необходимость поиска новых решений, из- вестно много работ в этом направлении, их автора- ми являются: Киссельбах-Гульст, Прейслер, Вейс, Кирхберг, Герман, Зибель, Грасгоф, Кодрон, Пупе, Виноградов, Гавриленко, Верещагин, Лисс, Петров и др. Появились полуэмпирические зависимости, со- держащие всякого рода поправочные коэффици- енты, и со временем было утрачено первоначальное физическое значение смещенного объема, которое Финк придавал своей ставшей широко известной формуле. Образовалась группа методов, в основе ко- торых лежат признаки объемного течения металла, 28 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 11 ’2010 и метод Финка стал одним из них. Созданные мето- ды не отличались точностью, и продолжавшиеся по- иски новых решений вылились в создание группы ме- тодов, в основе которых лежит контактное взаимо- действие металла с валками. Методы второй группы получили более широкое развитие и распростране- ние, несмотря на то, что они ставятся в зависимость от большого числа факторов, которые, в свою оче- редь, являются трудно определяемыми и не всегда однозначными. К числу последних относятся харак- тер пластического трения при прокатке [1, 2] и ки- нематические и деформационные признаки течения металла при прокатке [2, 3]. Трудности, связанные с определением названных параметров даже при про- стой прокатке, не позволяют рекомендовать методы второй группы для более сложных случаев – усло- вий сортового производства. Методы на основе объ- емного течения металла обладают более широки- ми возможностями по сравнению с методами второй группы. Необходимое условие для их успешного ис- пользования – физически корректное определение признаков перемещения металла в очаге деформа- ции, к которым относится и смещенный объем. Цель настоящей работы – анализ и развитие ме- тодов определения смещенного объема при прокат- ке. В основе предлагаемых подходов лежит иссле- дование объемного течения металла при прокатке и выявление, в частности смещенного объема как со- ставляющей энергетических параметров. На осно- ве изучения механизма объемного течения металла становится возможным внести уточнения в недоста- точно раскрытые вопросы теории прокатки и в конеч- ном итоге достичь необходимой точности решения прикладных задач. Формула Финка для определения смещенного объема имеет вид 0 см 1 ln hV V h = . (1) Приведенное выражение включает отношение линейных размеров (отношение начальной высоты h0 к конечной h1) и не содержит какие-либо парамет- ры, характеризующие объемное течение металла (объем прокатываемой полосы V является неизмен- ной величиной). Все полученные другими авторами зависимости являются упрощенными и также не от- ражают какой-либо картины перемещения металла в очаге деформации. Исследователям не удалось выявить смещенный объем Vсм среди других объем- ных признаков. У Финка смещенный объем являет- ся функцией линейных характеристик, среди резуль- татов других исследователей виден аналогичный подход. Смещенный объем, будучи составляющей энергетической характеристики процесса прокатки (работы прокатки), должен иметь своего рода «энер- гетическое наполнение», ставиться в прямое соот- ветствие величине затраченной работы. Задача со- стоит в том, чтобы из возможных объемных переме- щений в очаге деформации выявить то, которое в наибольшей степени отвечает затраченной работе. Установим вначале исходные положения, на ко- торых будет базироваться определение смещенного объема. В теории прокатки при рассмотрении тече- ния металла и изучении кинематических закономер- ностей используется гипотеза плоских сечений. О не- выполнимости гипотезы плоских сечений во многих случаях прокатки известно достаточно давно и в по- следнее время возникают альтернативные предло- жения, связанные с исключением гипотезы из поль- зования [4, 5]. Вместе с тем методов исследований, позволяющих обходиться без названной гипотезы, в теории прокатки не создано, а в некоторых случа- ях ее применение становится достаточно оправдан- ным, поскольку она позволяет выделить особенно- сти качественной картины процесса прокатки. В рас- сматриваемой нами задаче использование гипотезы плоских сечений целесообразно для установления границ характерных объемов очага деформации и дополнительных его параметров. Представить в дру- гой форме это было бы затруднительно, по меньшей мере, на начальном этапе выявления характерных признаков смещенного объема. Использование гипо- тезы плоских сечений в нашем случае позволяет на- глядно показать перемещение металла и образова- ние смещенного объема. Другим допущением являет- ся исключение из рассматриваемой задачи опережения металла на контакте с валком (S = 0); принимаем так- же, что отсутствует уширение (Δb = 0). Два последних допущения (S = 0; Δb = 0) можно считать необходимо- стью, поскольку включение опережения и уширения в рассматриваемую задачу сопряжено с дополни- тельной неопределенностью в части их взаимосвя- зи и характера образования. О том, что взаимосвязь между опережением и уширением в теории прокатки с достаточной точностью не установлена, говорится, например, в работах [6,7]. Принимая допущение, что опережение отсутствует, вводим погрешность, соиз- меримую с величиной опережения. Погрешность, до- статочно прогнозируемая по своей величине, состав- ляет несколько процентов. Отсутствие уширения яв- ляется не допущением, а частным случаем, тем не менее распространенным на практике. Для построения модели смещенного объема ис- пользуем общепринятые обозначения параметров, часть из них показана на рис. 1. Введем дополни- тельные параметры, их обозначения представлены на рис. 1-3 (единицы измерений: объемов – мм3, ли- нейных величин – мм). Исходным для рассмотрения служит единичный объем Ve, он заключен между рабочими поверхностями валков и границами входа металла в валки и выхода из них. Входной границей Очаг деформации в исходном состоянии – до прокатки, Ve – единичный объем, мм3 h 0 h 1 Ve R Рис. 1. 29МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 11 ’2010 очага деформации является плоскость, соответству- ющая углу контакта α, выходной – часть плоскости осей валков (высотой h1 и шириной b1). Единичный объем можно представить в виде двух характерных объемов (частей). За время поворота валка на угол α часть металла выходит за пределы плоскости валков, а вторая остается в очаге дефор- мации, в его выходной области. Названное обстоя- тельство не привлекало внимание исследователей, вместе с тем оно весьма существенно, так как было одним из элементов в построении картины смещен- ного объема. V1 – объем металла, вышедшего из очага дефор- мации за время поворота валка радиусом R на угол α; ΔV – объем металла, оставшегося в очаге дефор- мации после поворота валка на угол α, остаточный объем, является частью единичного; V0 – объем ме- талла, находящегося в очаге деформации, равный по величине объему V1, и которому предстоит вый- ти из очага деформации за период поворота валка на угол α V0 = V1. (2) Vc – единичный объем, смещенный за время по- ворота валка на угол α (кинематически смещенный объем – энергетическая составляющая работы); ΔV* – объем металла, которому предстоит остаться в очаге деформации после поворота валка на угол α, равен объему ΔV ΔV = ΔV*. (3) l1e – длина раската, вышедшего из очага дефор- мации за период поворота валка на угол α, при отсут- ствии опережения (S = 0), которая составит l1e = Rα, (4) α0 – центральный угол, соответствующий положению входной границы объема V0; αΔV – центральный угол, соответствующий положению входной границы объ- ема ΔV; lΔV – протяженность участка очага деформа- ции, соответствующая углу αΔV. На рис. 1 показан очаг деформации в исходном состоянии – до прокатки, на рис. 2 – после поворота валка на угол α. Объем вышедшего из очага металла составит V1 = RΔαh1b1. (5) Соответственно, объем ΔV составит ΔV = Ve – V1. (6) Единичный смещенный объем Vс формируется в пределах объема V0 (рис. 4), включает два типа ха- рактерных объемов – примыкающие к валкам Vс* и Vc* – составляющие смещенного объема Vc; 2Vc – сме- щенный объем Рис. 5. 2Vc* α R Vc* V0* V1 Vc* L1eL0e Lд L1e α 0 Очаг деформации после поворота валка на угол α: V – остаточный объем; V1 – объем, вышедший из очага деформации за период поворота валка Рис. 2. αΔV LΔV V1 α ΔV R V* – объем, равный по величине остаточному объему: V1 – объем, вышедший из очага деформации за период поворота валка на угол α; V0 – объем, которому предстоит выйти из очага деформации после поворота валка R Lд V0 α ΔV* V1 L1е L1е α 0 Рис. 3. ΔV* – объем, равный по величине остаточному объему; Vc* и V0* – составляющие объема V0 Vc* V12Vc* V0* L0e L1e Lд L 1e α 0 α R Vc* Рис. 4. 30 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 11 ’2010 имосвязь между ними, механизм образования сме- щенного объема при прокатке. Выполнен анализ установленных взаимосвязей между смещенным объемом и другими характерными (смежными) объе- мами, результаты анализа представлены в виде гра- фических зависимостей безразмерных величин. Установленные закономерности позволяют рас- ширить представление о физической стороне про- цесса прокатки, взаимосвязях характерных объемов очага деформации. На основе уточнения механизма объемного течения металла и установления взаимо- связей объемных параметров становится возможным внести уточнения в недостаточно раскрытые вопро- сы теории прокатки. Использование выявленных за- кономерностей позволяет создать более точные ме- тоды расчетов кинематических и энергосиловых па- раметров прокатки для решения прикладных задач. средний V0*. Объемы Vс* при повороте валка на угол α перемещаются в направлениях, показанных на рис. 5. За счет этого находящийся в центральной части оча- га деформации объем V0* получает приращение по длине до размера l1e. Объемы Vс* в сумме представ- ляют собой единичный смещенный объем Vс. Результаты выполненного анализа изменения смещенного объема в зависимости от параметров очага деформации представлены в виде графиков на рис. 6, 7. Выводы Представление об особенностях объемного те- чения металла при прокатке получило дальнейшее развитие. В результате анализа объемного тече- ния металла выявлены характерные объемы оча- га деформации, установлены функциональная вза- ЛИТЕРАТУРА 1. Грудев А. П. Внешнее трение при прокатке. – М.: Металлургия, 1973. – 288 с. 2. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / А. Н. Леванов, В. Л. Колмогоров, С. П. Буркин и др. – М.: Металлургия, 1976. – 416 с. 3. Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке / П. И. Полухин, В. А. Николаев, В. П. Полухин и др. – М.: Металлургия, 1974. – 230 с. 4. Зильберг Ю. В. Элементы теории прокатки без теории плоских сечений // Сучаснi проблеми металургiї. Науковi вiстi. Пластична деформацiя металiв. – Днiпропетровськ: Системнi технологiї, 2002, Т. 5. – С. 102-111. 5. Илюкович Б. М., Ершов С. В., Толстопят А. Л. Методика построения математических моделей напряженно-де- формированного состояния при прокатке сложных профилей с исключением гипотезы плоских сечений // Изв. ву- зов. Чер. металлургия. – 2004. – № 11. – С. 26-29. 6. Долженков Ф. Е. Уширение, опережения и вытяжка при продольной прокатке (О некоторых противоречиях современ- ной теории прокатки) // Изв. вузов. Чер. металлургия. – 2003. – № 6. – С. 41-44. 7. Долженков Ф. Е. Нерешенные вопросы современной теории прокатки // Металлургическая и горнорудная пром-сть. – 2009. – № 9. – С. 52-56. Виконано аналіз об’ємної течії металу, виявлено характерні об’єми зони деформації, встановлено функціональ- ний зв'язок між ними, механізм створення зміщеного об’єму при прокатці, а також проведено аналіз встановлених взаємозв’язків між зміщеним об’ємом та іншими характерними (суміжними) об’ємами. Результати аналізу наве- дено у вигляді графічних залежностей безрозмірних величин. Встановлені закономірності дозволяють розширити уявлення про фізичну сутність процесу прокатки, взаємозв’язок характерних об’ємів зони деформації. Використан- ня виявлених закономірностей дозволяє створити більш точні методи розрахунку кінематичних та енергосилових параметрів прокатки для вирішення прикладних задач. Огінський Й. К. Зміщений об’єм при прокатціАнотація 60 120 180 240 300 (π/30) (π/15) (π/10) (π/7,5) (π/6) R/h1 α α 0/α 1 2 3 4 5 6 7 8 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 Зависимость отношения α0/α от параметров прокатки: α и R/h1 (1 – 200; 2 – 100; 3 – 500; 4 – 25; 5 – 12,5; 6 – 6,25; 7 – 3,125; 8 – 1,5625) Рис. 7. 60 120 180 240 300 (π/30) (π/15) (π/10) (π/7,5) (π/6) Зависимость отношения Vc/Ve от параметров прокатки: α и R/h1 (1 – 200; 2 – 100; 3 – 50; 4 – 25; 5 – 12,5; 6 – 6,25; 7 – 3,13; 8 – 1,56; 9 – 0,78) Рис. 6. V c/V e Rc/h1 α 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0 1 2 5 4 3 6 7 8 9 31МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 11 ’2010 УДК 621.745.558.669.295 М. М. Ворон Физико-технологичеcкий институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев Метод расчета испарения алюминия в интерметаллидных системах Ti-Al при электронно-лучевом переплаве Рассмотрены вопросы контроля испарения алюминия из сплавов на основе интерметаллидов системы Ti-Al при электронно-лучевой выплавке. Определены основные факторы, влияющие на процесс испарения при данном способе плавки. Разработана методика управления составом сплавов, применимость которой доказана экспериментально. Ключевые слова: сплавы, интерметаллиды, система Ti-Al, испарение алюминия, электронно-лучевая плавка, управление составом П роведеные в Физико-технологическом институте металлов и сплавов НАН Украины исследования по возможности выплавки сплавов систем Ti-Al электронно-лучевым способом показали пер- спективность этой технологии для получения ли- тых заготовок необходимого качества [1, 2]. В свя- зи с этим возникла задача максимального использо- вания отходов (литейных чаш, литниковых каналов, стояков, бракованных отливок и т. п.) как основной шихты следующих плавок, для чего необходимо бы- ло определить поведение алюминия при повторных переплавах. Учитывая то, что при электронно-лучевой плав- ке испарение алюминия осуществляется по молеку- лярному режиму [3], единственная возможность ре- шения данной задачи – это применение уравнения Ленгмюра [3-6] o 2i i i i MN RT ω = α ρ γ π , (1) где ω – испарение, г/(см2∙сек); αi – коэффициент кон- денсации; ρi o – парциальное давление і-го элемен- та (мм рт. ст.); γi – коэффициент активности; Ni – мольная доля і-го элемента; M – молярная масса; R – универсальная газовая постоянная; T – темпе- ратура (К). Общим для этих работ является то, что объектом исследований были сплавы титана с относительно небольшим содержанием алюминия (3-6 %мас.), ха- рактерным для большинства серийных титановых сплавов. Это обстоятельство не дает возможности использовать их результаты для сплавов интерме- таллидных систем Ti-Al (с содержанием алюминия более 15 %мас.). Keywords rolling, parameter, offset volume, unit volume, residual volume, angle of nip Поступила 08.09.10 The analysis of the bulk of the material flow was done, specific amounts of the deformation zone were identified, the functional relationship between them was established, and the mechanism of formation of displaced volume during rolling also analysis of the linkages between the displaced volume and other characteristics (adjacent) volumes was done. The analysis presented in the form of graphic dependences of dimensionless variables. The established regularities allow extending the idea of the physical side of the rolling process and the relationship characteristic of the deformation zone. Using the identified patterns allows to develop more precise methods of kinematic and energy-force parameters calculation of rolling to solve practical problems. Oginskyy I. Offset volume during rollingSummary Ключові слова прокатка, параметр, зміщений об’єм, одиничний об’єм, остаточний об’єм, кут захоплення * По материалам VI Международной научно-практической конференции «Литье-2010», состоявшейся 21-23 апреля 2010 года в Запорожье

Similar Items