Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Системы Методы Технологии. С.А. Машеков и др. Структура и свойства … 2018 № 1 (37) с. 36-44 41 сдвиги по сечению заготовки и способствует увеличе- нию интенсивности деформаций; – прирост величины интенсивности деформаций в случае прокатки в валках с волнистыми рабочими по- верхностями в два раза выше, чем при прокатке в ци- линдрических валках; – увеличение интенсивности деформаций приведет к формированию равноосной однородной ультрамелко- зернистой структуры по сечению полосы; – при моделировании процесса прокатки полос из алюминиевых сплавов с различными структурными составляющими (включениями) происходит повыше- ние или уменьшение максимальных значений интен- сивности напряжений и деформаций в непосредствен- ной близости от включений. Это объясняется величи- нами механических свойств включений, т. е. величины механических свойств включений больше или меньше механических свойств материала полос. Анализ результатов моделирования процесса про- катки в ВВ с большим расположением включений в поверхностной области обрабатываемой заготовки по- казывает, что величина интенсивности напряжений повышается или уменьшается в данной области. Это может привести к «ужесточению» или «смягчению» коэффициента жесткости схемы напряженного состоя- ния заготовки при прокатке алюминиевых сплавов в данных валках. Повышенное содержание включений в центральной части заготовки также приводит к повышению или уменьшению интенсивности напряжений в данной об- ласти заготовки. Таким образом, наличие в структуре листов неме- таллических включений приводит к значительному увеличению или уменьшению показателя напряженно- го состояния. В этом случае возможность разрушения листового проката зависит от схемы напряженного со- стояния заготовки при прокатке в ПКС. При прокатке заготовок из алюминиевого сплава АД31 в ВВ СИРП не превышает единицы, что показы- вает отсутствие нарушения сплошности материала за- готовки при прокатке в данных валках. Расчет и анализ НДС при прокатке полос в ПКС по- казывает, что: 1) при прокатке в первой клети ПКС интенсивность напряжений и деформаций локализуется в зонах захва- та металла валками; 2) с увеличением обжатия величины интенсивности напряжений и деформаций увеличиваются в центре и по краям деформируемой заготовки; 3) деформирование в последующих клетях ПКС по- зволяет постепенно перенести участок сосредоточения интенсивности деформаций от поверхностной зоны к центральным слоям заготовки, а затем равномерно де- формировать полосу по всей ее длине; 4) равномерное распределение интенсивности де- формаций и напряжений по клетям стана приводит к равномерному распределению интенсивности дефор- маций сдвига (накопленной деформации) по очагу де- формации; 5) наиболее равномерное распределение накоплен- ной деформации по высоте и длине прокатываемой полосы получено при прокатке с единичным обжатием в первой, второй и третьей клети 20 %, в четвертой клети — 15 %; в пятой — 10 %; 6) в процессе прокатки в клетях ПКС в зонах лока- лизации деформаций температура повышается, при этом участки металла с сравнительно высокой темпе- ратурой перемещаются вместе с очагом деформации; 7) при прокатке в ПКС полос из алюминиевых сплавов с различными структурными составляющими (включениями) происходит небольшое повышение или уменьшение величины интенсивности напряжений и деформаций в непосредственной близости от включе- ний листов. Необходимо отметить, что при деформировании за- готовок из алюминиевого сплава АД31 на ПКС СИРП также не превышает единицы, что показывает отсутст- вие нарушения сплошности материала заготовки при прокатке в данном стане. Эксперименты, проведенные в лабораторных ус- ловиях, показали, что в исходном состоянии заготовка сплава АД31 имела неоднородную микроструктуру, состоявшую из крупных нерекристаллизованных зе- рен со средним размером ~389 мкм в продольном и ~393 мкм в поперечном направлениях. По границам данных зерен располагались мелкие зерна размером ~56-73 мкм. Исследование структурного состояния алюминие- вого сплава АД31 после прокатки в ВВ двумя и че- тырьмя проходами (режимы 1 и 2) показывает, что в сечении, перпендикулярном плоскости прокатки, фор- мируется микрополосовое структурное состояние. При этом повышается плотность внутризеренных дислока- ций, образуются полосы сдвига шириной до 16–53 мкм. Деформация в виде полос сдвига происходит преиму- щественно внутри больших зерен. Наиболее вероятные значения ширины микрополос с большеугловыми гра- ницами после прокатки четырьмя проходами лежат в пределах от 21 до 34 мкм. Ширина микрополос с мало- угловыми границами может меняться от 6 до 9 мкм при наиболее вероятных значениях около 7 мкм. Прокатка в ВВ шестью и восемью проходами (ре- жимы 3 и 4) приводит к уменьшению ширины микро- полос, происходит образование более тонких полос сдвига на границах исходных широких микрополос. После прокатки шестью и восемью проходами в попе- речном сечении полосы формируется ярко выраженная полосовая структура с межграничным расстоянием, не превышающим 12–27 мкм при наиболее вероятных значениях 16–21 мкм. Подогрев заготовок до температуры 320 ° С и про- катка их в ВВ двумя и четырьмя проходами (режимы 1 и 2) привели к дополнительному измельчению и фор- мированию зеренно-субзеренной структуры в алюми- ниевом сплаве АД31. Размер отдельных зерен достига- ет 61–75 мкм. Деформирование шестью и восемью проходами в ВВ заготовок, подогретых до температуры 320 ° С (ре-