Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Systems Methods Technologies. S.A. Mashekov et al. Structure and properties … 2018 № 1 (37) p. 36-44 40 лаждение до комнатной температуры и прокатка на пятиклетевом ПКС до толщины 1,5 мм; – нагрев до температуры 320 ° С, выдержка 2 ч, про- катка восемью проходами в ВВ до толщины 5,2 мм, подогрев при температуре 320 ° С, выдержка 30 мин, прокатка восемью проходами в ВВ до толщины 5,0 мм, охлаждение до комнатной температуры, прокатка на пятиклетевом ПКС до толщины 1,5 мм. Прокатку в первом и последующем проходах осу- ществляют с единичным обжатием o B Hh ∆=ε и o B Hh ∆=ε 2 (где B h ∆ — высота выступа или глубина впадины волнистой рабочей поверхности; o H — высо- та заготовки перед прокаткой) соответственно. Металлографический анализ проведен с использо- ванием энергодисперсного спектрометра JNCA ENERGY (Англия), установленного на электронно- зондовом микроанализаторе JEOL при ускоряющем напряжении 25 кВ. Диапазон увеличений прибора JEOL — от 40 до 40 000 крат. Принцип работы микро- анализатора: высокоэнергетический (25 кэВ) узкий (1 мкм) луч электронов направляется на образец, где разворачивается в растр (кадр), сканируя образец, при этом регистрируются вторичные электроны, испускае- мые образцом. Получаемая картина очень похожа на оптические фотографии, но за счет того, что луч элек- тронов очень тонкий (≈ 1–2 мкм), глубина фокуса зна- чительно выше, чем у оптических фотографий, и ис- пользуемое увеличение значительно выше. Соответст- венно, удается различать более мелкие структурные составляющие образца. Количественный анализ параметров дефектной суб- структуры осуществлялся стандартными методами. Шлифы для металлографического исследования гото- вились по традиционной методике на шлифовальных и полировочных кругах. Для травления образцов был использован концентрированный раствор азотной ки- слоты в этиловом спирте. Величина зерна ( D з , мкм ) определялась методом секущих (по измерению ~300 зерен) в предположении, что зерна имеют сферическую форму, исходя из величины средней хорды ( Х ), по формуле: D з = 4/π · Х средн . Рентгенографический анализ проводился на аппара- турно-программном комплексе на базе рентгеновского дифрактометра D8 Advance (Bruker-Axs, Германия). В процессе анализа использовалось монохроматизиро- ванное Cu-Kα-излучение с длиной волны λ = 1,5406 Ǻ. Напряжение на рентгеновской трубке составляло 40 кВ, сила тока — 30 мА, шаг сканирования для обзор- ных рентгенограмм — 0,052θ (для уточнения — 0,012θ), экспозиция в точке — 1 и 5 с соответственно, угловой интервал регистрации спектров — 3–90 °2q. Обработка полученных данных дифрактограмм и рас- чет межплоскостных расстояний проводились с помо- щью программного обеспечения EVA. Расшифровка проб и поиск фаз проводились по программе Search/match с использованием базы дифрактометриче- ских данных PDF-2 [19–23]. Механические испытания на растяжение плоских образцов проводились на универсальной испытатель- ной машине «Instron 5882». По результатам испытания образцов при комнатной температуре оценивались предел текучести (σ 0.2 ), предел прочности (σ В ) и отно- сительное удлинение (δ) по методикам, описанным в ГОСТ 1497-84. Перед испытаниями на растяжение образцы подвер- гались термической обработке, состоящей из закалки и последующего старения. Температура нагрева под за- калку составляла 450 ° С, выдержка при этой темпера- туре — 2 ч, охлаждение — в масле. Старение проводи- лось при температуре 120 ° С в течение 5 ч. Результаты и обсуждение. На основе полученных результатов численного моделирования установлено, что: – в начальный момент прокатки интенсивность на- пряжений и деформаций локализуется в контактных зонах заготовки с рабочими поверхностями выступов валков; – увеличение единичного обжатия приводит к пере- носу акцента интенсивности напряжений и деформа- ций от контактных зон к зонам полосы, располагаю- щимся под наклонными рабочими поверхностями вы- ступов и впадин валков; – в процессе прокатки в ВВ зоны контакта инстру- мента с полосой охлаждаются, при этом в зонах дейст- вия изгибающих деформаций температура повышается; – в 2-м, 3-м и 4-м проходах прокатки в ВВ величи- ны интенсивности напряжений и деформаций повы- шаются под дугообразными участками выступов и впа- дины валков; – прокатка в предлагаемом инструменте, имеющем одинаковые размеры выступов и впадин рабочей по- верхности валков, а также выступы или впадины верх- него валка, расположенные противоположно впадинам и выступам нижнего валка соответственно, с вышеука- занными единичными обжатиями позволяет много- кратным изгибом деформировать заготовку малой толщины без изменения ее размеров; – разработанный способ прокатки полосы в ВВ обеспечивает ее интенсивную знакопеременную де- формацию. Максимально возможный сдвиг реализует- ся при отношении ширины выступа к ширине впадины, равном 0,8…0,9; – многократный изгиб позволяет увеличить показа- тель степени деформации сдвига и, таким образом, достичь эффективного измельчения структуры спла- вов, т. е. повысить качество получаемых листов; – использование заготовки малой толщины и знако- переменная деформация изгибом приводят к повыше- нию производительности и снижению трудоемкости при получении листов, при этом снижаются энергоси- ловые параметры процесса; – при прокатке в валках с волнистыми рабочими поверхностями происходит смещение образующихся при прокатке выступов и впадин по ширине прокаты- ваемой полосы, что создает дополнительные макро-