Методика выполнения работы

Работа 13. Влияние параметров деформации на механические свойства стали после ВТМО (4 часа).

1. Прокатный стан дуо-210 оснащается тензодатчиками. Собирается схема для измерения силы прокатки, см. рис. 1. Установка оснащается пирометром, предназначенным для измерения температуры металла перед прокаткой.

2. Прокатываемые образцы изготавливаются из сталей с известными температурами фазовых превращений.

3. Образцы нагревают в печи до температуры перехода сплава в аустенитное состояние. Если в стали присутствуют упрочняющие фазы, например, карбиды хрома, то температура аустенизации должна превышать температуру их растворения в аустените (Т_А>1050 °C). Выдержка при этой температуре должна составлять несколько минут.

4. Образцы охлаждаются перед прокаткой до заданной температуры Т>Ar₃, температура металла при этом фиксируется пирометром. При заданной температуре образцы прокатывают с различным обжатием, которое составляет от 5 до 40 % за один проход с записью на осциллограф силы прокатки.

5. По этим данным затем рассчитывают значение средних напряжений при прокатке р_ср при Т = const.

6. После прокатки образцы закаливают в воду или масло, а затем проводят отпуск, режимы которого одинаковы для всех образцов. Например, температура отпуска составляет 400 °С, продолжительность 2 часа.

Из прокатанных образцов изготавливают образцы для растяжения и испытывают их на разрывной машине. Определяют _т, _0,2, δ. Строят графики зависимостей _т, _0,2, δ(ε_пр), где ε_пр − степень деформации при прокатке, анализируют влияние пластической деформации на свойства стали после ВТМО.

Экспериментальная часть

Исходные данные и результаты

Исходные данные и результаты экспериментов представлены в табл. 1.

Таблица 1

№	мм	мм			мм	Среда закалки
1	22,1	26	1060	800	4,15	вода
2	22,1	26	1070	820	4,6	масло
3	22,1	26	1050	790	4,5	воздух

Исходные образцы, изготовленные из стали Х100, прокатывали на стане дуо-210 за 4 прохода с обжатиями, соответственно 32%, 33%, 25% и 33%, а затем охлаждали в разных средах.

В табл. 2 представлены значения силы прокатки, действующие на верхний валок, рассчитанные для трех образцов по методике, приведенной в лабораторной работе №1 («Исследование влияния температуры прокатки на сопротивление деформации при постоянном обжатии»).

Таблица 2

№	№ прохода	т	т	т
1	1	5,74195	6,62985	12,3718
	2	5,42928	6,78589	12,2152
	3	6,09929	8,65978	14,7591
	4	11,38488	14,01589	25,4008
2	1	6,36729	5,52386	11,8911
	2	5,83129	6,54908	12,3804
	3	6,45662	8,14237	14,5990
	4	10,11932	10,28044	20,3998
3	1	5,29528	6,05085	11,3461
	2	5,62284	8,43904	14,0619
	3	6,14395	7,53736	13,6813
	4	8,10930	11,31936	19,4287

Пример расчета для первого образца в первом проходе:

Эпюры давления металла на валки

Рис. 5. Эпюры давления металла на валки для образца №1 в первом проходе

Рис. 6. Эпюры давления металла на валки для образца №1 во втором проходе

Рис. 7. Эпюры давления металла на валки для образца №1 в третьем проходе

Рис. 8. Эпюры давления металла на валки для образца №1 в четвертом проходе

Рис. 9. Эпюры давления металла на валки для образца №2 в первом проходе

Рис. 10. Эпюры давления металла на валки для образца №2 во втором проходе

Рис. 11. Эпюры давления металла на валки для образца №2 в третьем проходе

Рис. 12. Эпюры давления металла на валки для образца №2 в четвертом проходе

Рис. 13. Эпюры давления металла на валки для образца №3 в первом проходе

Рис. 14. Эпюры давления металла на валки для образца №3 во втором проходе

Рис. 15. Эпюры давления металла на валки для образца №3 в третьем проходе

Рис. 16. Эпюры давления металла на валки для образца №3 в четвертом проходе

Из полученных образцов было изготовлено три шлифа. С помощью микроскопа в НИЛ университета были получены изображения поверхностей шлифов при увеличении в 500 и в 1000 раз, а также с помощью ЭВМ был получен спектр размера зерен для образцов, закаленных на воздухе и в воде.

Так же из прокатанных полос были изготовлены образца для испытания на растяжение, результаты которых приведены ниже.

а) б)

Рис.17. Образец после закалки в воду (а – увеличение 500, б – увеличение 1000)

Рис.18

В таблице 3 приведены размеры зерен и их общий объем в образце, закаленном в воду.

Таблица 3

№	от	до	Объем, %
1	0,16	1,7	0,54
2	1,7	3,24	1,02
3	3,24	4,77	3,19
4	4,77	6,31	4,67
5	6,31	7,85	7,39
6	7,85	9,38	8,45
7	9,38	10,9	10,3
8	10,9	12,5	10,3
9	12,5	14	9,39
10	14	15,5	8,27
11	15,5	17,1	7,18
12	17,1	18,6	6,69
13	18,6	20,1	7,27
14	20,1	21,7	4,31
15	21,7	23,2	2,9
16	23,2	24,8	5,25
17	24,8	26,3	0
18	26,3	27,8	0
19	27,8	29,4	1,49
20	29,4	30,9	1,43

Среднее	13,9
Доверительный интервал (95%)	1,22
Стандартное отклонение	6,1
Абсолютная погрешность	11,1
Коэффициент вариации, %	44,1

Рис. 19. Образец после охлаждения на воздухе (увеличение 1000)

Рис. 20

Таблица 4

№	от	до	Объем, %
1	0,081	0,86	0,44
2	0,86	1,64	0,89
3	1,64	2,42	3
4	2,42	3,2	4,23
5	3,2	3,98	5,86
6	3,98	4,76	8,85
7	4,76	5,54	8,72
8	5,54	6,32	6,54
9	6,32	7,1	9,11
10	7,1	7,88	9,58
11	7,88	8,65	8,72
12	8,65	9,43	8,44
13	9,43	10,2	7,1
14	10,2	11	4,37
15	11	11,8	7,68
16	11,8	12,6	1,82
17	12,6	13,3	0
18	13,3	14,1	1,22
19	14,1	14,9	0
20	14,9	15,7	3,45

Среднее	7,41
Доверительный интервал (95%)	0,64
Стандартное отклонение	3,2
Абсолютная погрешность	5,7
Коэффициент вариации, %	43,2

Рис. 21. Образец после закалки в масло (увеличение 1000)