новая папка 1 / 236044

помощью которой полоса подводится к валкам, мала и не вызывает значительного смятия кромок. Такой захват чаще всего встречается на практике.

В точках касания А со стороны валков на полосу действуют силы нормального давления N и силы трения Т, которые стремятся втянуть полосу в зев валков, а

силы нормального давления препятствуют этому. Величина силы Q роли не играет, потому что с увеличением силы Q будет возрастать и сила N.

Возможность захвата зависит от соотношения втягивающих и отталкивающих сил. Для осуществления захвата необходимо, чтобы горизонтальные составляющие сил трения ТX были больше горизонтальных составляющих сил нормального давления NX или равны им:

NX ТX.

Из схемы действия сил

NX = N Sin ;

ТX = Т Cos .

Из закона трения Амонтона

ТX = N f Cos ,

где f – коэффициент трения при скольжении кромок полосы по валкам,

называемый коэффициентом трения при захвате. Тогда условие свободного захвата

tg f.

Учитывая, что f = tg , где – угол трения, то условие захвата примет вид.

Таким образом, чтобы произошёл захват полосы валками, угол захвата должен быть меньше угла трения или равен ему. Из формулы видно, что предельная величина угла захвата зависит от величины коэффициента трения. Чем больше коэффициент трения, тем выше захватывающая способность валков.

Методика выполнения работы

Измерить высоту Н, ширину В, длину L алюминиевого образца (заготовки). Свести валки в «забой» и по продуктиметру определить «нулевое» положение Z0, при котором зазор между валками отсутствует. Подвести образец к валкам до соприкосновения. Зазор между валками плавно увеличивать до момента захвата образца. Записать показания продуктиметра. После пр окатки провести измерения толщины h, ширины b и длины l проката. Зарисовать геометрическую форму проката в трёх проекциях.

Рассчитать абсолютное (Δ) и относительное ( ) изменение геометрических размеров образца:

h = H – h;		b = b – B;			l = l – L;
h =	h/H 100%;	b =	b/B 100%;	l =	l/L 100%.
	Определить угол захвата:

Rh ,

где R – радиус валка, мм.

Изменить условия трения на поверхности валка. С этой целью нанести на поверхность валков мел или смазку и повторить опыт.

Сделать вывод о влиянии трения на угол захвата.

Контрольные вопросы

1.К какому виду прокатки относится листовая прокатка?

2.В каком направлении вращаются валки при продольной прокатке?

3.Чем осуществляется деформация при продольной прокатке?

4.Какую форму имеют валки при продольной прокатке?

5.Справедлив ли закон постоянства объёма при продольной прокатке?

6.Какое условие должно выполняться для осуществления процесса прокатки?

7.Равномерно ли течение металла по сечению образца?

8.Какой захват называется свободным?

9.Условие свободного захвата.

10.Как повысить захватывающую способность валков?

11.Какие виды прокатки существуют?

12.Почему поперечное сечение образца приобретает бочкообразную форму?

Лабораторная работа № 5 (6 часов)

Влияние степени деформации на свойства проката

Цель работы: изучение влияния степени деформации на свойства холоднокатаного проката.

Приборы, материалы и оборудование

1.Листовой прокатный стан 200.

2.Прибор для определения твёрдости по шкале Бринелля.

3.Электропечь муфельная с нагревом до температуры 400 С.

4. Отожжённые образцы из алюминия или алюминиевого сплава шириной 2530 мм и длиной не более 100 мм.

5. Измерительные инструменты: штангенциркуль, линейка.

Общие сведения Холодная прокатка (при температуре ниже 0,2-0,3ТПЛ) сопровождается

наклёпом металла. Наклёп – упрочнение металла во время пластической деформации из-за роста числа дислокаций и снижения их подвижности. При наклёпе снижаются пластические свойства. Для восстановления пластичности металл подвергают рекристаллизационному отжигу. Рекристаллизационный отжиг – нагрев металла выше 0,3-0,4ТПЛ. При нагреве подвижность атомов

возрастает, что сопровождается зарождением и ростом новых зёрен, свободных от дислокаций. Этот процесс называется рекристаллизацией. В результате рекристаллизации происходит разупрочнение деформированного металла. При горячей деформации температура проката выше температуры полиморфного превращения железа, которая выше 0,3-0,4ТПЛ. Поэтому при горячей прокатке одновременно протекают процессы упрочнения (наклёп) и разупрочнения (рекристаллизация). Это позволяет снизить затраты энергии на прокатку и применять большие деформации. Заготовкой при горячей листовой прокатке служат слитки или слябы, в том числе непрерывнолитые. Основные недостатки горячей прокатки:

- сложность получения проката толщиной менее 1,2 мм; - прокат покрыт окалиной – оксидами железа.

Поэтому листовой прокат толщиной меньше 1,2 мм производят холодной прокаткой с последующим рекристаллизационным отжигом. Заготовкой служит горячекатаная полоса.

В отличие от железа алюминий не имеет полиморфных модификаций кристаллической решётки. Во всём диапазоне температур до температуры плавления кристаллическая решётка остаётся кубической гранецентрированной

(ГЦК) решёткой. Температура плавления алюминия составляет 660С, а

температура начала рекристаллизации – 150С. Рекомендуется проводить рекристаллизационный отжиг при температуре 370-400С. Твёрдость по Бринеллю, НВ:

в литом состоянии	20;
в отожженном состоянии	25;
в деформированном состоянии	30-35.

Методика выполнения работы

Измерить высоту Н, ширину В и длину L заготовки. Измерить твёрдость металла в средней части широкой грани. Прокатать заготовку с относительной

степенью деформации 50%.

После прокатки провести измерения твёрдости, толщины h, ширины b и длины l проката. Рассчитать фактическую степень деформации h.

Провести рекристаллизационный отжиг в муфельной печи в течение 15

мин при температуре 400С. Остудить образец в течение 10 мин на воздухе и определить твёрдость.

Сделать вывод о влиянии наклёпа и рекристаллизации на твёрдость материала.

Контрольные вопросы

1.Какие виды прокатки существуют?

2.Как обозначается относительное изменение геометрических размеров образца?

3.Что такое прокатка?

4.Чем отличается горячая прокатка от холодной?

5.Как рассчитывается относительное изменение геометрических размеров образца?

6.С помощью какого инструмента осуществляется процесс прокатки?

7.Какова форма бочки валка для листовой прокатки?

8.Как рассчитывается абсолютное изменение геометрических размеров образца?

9.Что такое наклёп?

10.Что такое рекристаллизация?

11.Достоинства процесса листовой холодной прокатки.

12.Достоинства процесса листовой горячей прокатки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Рудской, А.И. Теория и технология прокатного производства [Текст]:

учеб. пособие / А.И. Рудской, В.А. Лунёв. – СПб.: Наука, 2005. – 540 с.

2. Обработка металлов давлением [Текст]: учебник / Б.А.Романцев [и др.] –

М.: Изд. дом МИСиС, 2008. – 960 с.

3. Гарбер, Э.А. Станы холодной прокатки (теория, оборудование,

технология) [Текст] / Э.А. Гарбер. – М.: Черметинформация; Череповец:

ГОУВПО ЧГУ, 2004. – 416 с.

4.Технология конструкционных материалов [Текст] / А.М. Дальский [и

др.] – М.: Машиностроение, 2005. – 592 с.

5.Технология процессов обработки металлов давлением [Текст] / П.И.

Полухин [и др.] / под ред. Полухина П.И. – М.: Металлургия, 1988. – 857 с.

6.Грудев, А.П. Технология прокатного производства [Текст] / А.П. Грудев, Л.Ф. Машкин, М.И. Ханин. – М.: Металлургия, 1994. – 656 с.

7.Технология прокатного производства: справочник. В 2 кн. [Текст] / М.А. Беняковский [и др.] – М.: Металлургия, 1991. – 440 с.

8.Грудев, А.П. Теория прокатки [Текст] / А.П. Грудев. – М.: Металлургия, 1988. – 240 с.

9.Белянский, А.Д. Тонколистовая прокатка. Технология и оборудование

[Текст] / А.Д. Белянский, Л.А. Кузнецов, И.В. Франценюк. – М.: Металлургия,

1994. – 380 с.

10.Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос [Текст] / В.М. Салганик [и др.] – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 506 с.

11.Шевакин, Ю.Ф. Обработка металлов давлением [Текст] / Ю.Ф.

Шевакин, В.С. Шейкевич. – М.: Металлургия, 1972. – 248 с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам № 1-5

по дисциплине «Металлургические технологии 3»

Составитель Соловьёв Владимир Николаевич

Редактор О.И. Попова Подписано в печать . Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная.

Ризография. Печ. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № Издательство Липецкого государственного технического универс итета.

Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ. 398600 Липецк, ул. Московская, 30.