Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Толстолистовой прокат с изменяющимися механическими свойствами по толщине

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-8-587-593

Полный текст:

Аннотация

Исследовано влияние одностороннего ускоренного охлаждения толстолистовой судостроительной стали А32 толщиной 10 мм наструктуру и механические свойства. Вследствие такого охлаждения по толщине заготовки формируется непрерывный спектр микроструктур от феррито-бейнитной на ускоренно охлажденной поверхности до феррито-перлитной на противоположной. Поэтому по толщине заготовки прочностные свойства уменьшаются от ускоренно охлажденной поверхности к противоположной. Таким образом, градиент прочностных характеристик (твердости, предела текучести и временного сопротивления разрыву) по толщине заготовки направлен к ускоренно-охлажденной поверхности. Для сравнительного анализа другие партии заготовок подвергали нормализации и закалке с высоким отпуском.

Анализ механических свойств показал, что прочностные и пластические свойства образцов при одностороннем ускоренном охлаждении находятся на уровне свойств образцов при термоупрочненном состоянии. При испытании на ударный изгиб образцов с изменяющимся распределением механических свойств по толщине показано, что работа удара зависит от соотношения направлений градиента прочностных свойств и приложения нагрузки. Показано, что при испытании на ударный изгиб при температуре –40 °С в случае, если направление приложения нагрузки противоположно градиенту прочностных свойств, работа удара составляла более 300 Дж (образец не разрушился). При совпадении направлений градиента сопротивления деформации и приложения нагрузки работа удара составляла 262 Дж. Таким образом, если направление градиента сопротивления деформации совпадает с направлением действия внешней приложенной нагрузки, то это приводит к повышению пластичности стали. Показано, что, зная распределение прочностных характеристик (предела текучести, временного сопротивления разрыву) по толщине образца, можно рассчитать интегральные значения предела текучести и временного сопротивления разрыва образца. Величина относительного удлинения по толщине увеличивается от ускоренно охлажденной поверхности к противоположной. Интегральное относительное удлинение образца не больше наименьшего значения относительного удлинения по толщине. При изменяющейся прочности по толщине заготовки при изгибе неизбежно смещение нейтральной линии деформации относительно геометрически средней линии в направлении градиента прочностных свойств. Положение нейтральной линии деформации при изгибе предлагается определять по значению экспериментального интегрального предела текучести (временного сопротивления разрыву).

Об авторах

А. Б. Максимов
Керченский государственный морской технологический университет
Россия

к.т.н., доцент кафедры «Машины и аппараты пищевых производств»



И. П. Шевченко
ООО «Судостроительный завод «Залив»
Россия
главный метролог


И. С. Ерохина
Керченский государственный морской технологический университет
Россия

старший преподаватель кафедры «Машины и аппараты пищевых производств»



Список литературы

1. Пат. Украины № 75518. Способ упрочнения листового проката / Максимов А.Б. Опубл. 17.04.2006. Бюл. № 4.

2. Maximov A.B., Gadeyev A.V. Thermally reinforced steel flat product // International Robotics & Automation Journal. 2018. Vol. 5. No. 4. P. 343 – 345.

3. Максимов А.Б. Особенности разрушения неоднородного материала // Новые материалы и технологии в металлургии и машиностроении. 2012. № 2. С. 130, 131.

4. Максимов А.Б., Гуляев М.В. Поверхностное упрочнение сталей для изделий шахтного оборудования // Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. № 2. С. 370 – 375.

5. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. – М.: Металлургия, 1985. – 408 с.

6. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Учебник для вузов. – М.: МГТУ, 2000. – 592 с.

7. Danchenko V.N. Metal forming. – Dnepropetrovsk: NMetAU, 2007.– 183 p.

8. Gasko M., Rosenberg G. Correlation between hardness and tensile properties in ultra – high strength dual phase steel – short communication // Materials Engineering. 2011. No. 18. P. 155 – 159.

9. Nobuhito Fujeta, Kazukisa Kusumi, Tochmasa Tomokijo. Present Situation and Future Trend of Ultra – High Strength Steel Sheets of Auto –Body // Nippon Steel technical reports. 2013. No. 103. P. 99 – 103.

10. Douthwaite R.M. Relationship between the hardness, flow stress, and grain size of metals // Journal of the Iron and Steel Institute. March, 1970. P. 265 – 269.

11. Farrell K., Loh B.T.L. Hardness-Flow Stress-Grain-size relationships in iron // Journal of the Iron and Steel Institute. November, 1971. P. 915 – 917.

12. Чукин М.В., Полецков П.П., Гущина М.С., Бережная Г.А. Опрделение механических свойств высокопрочностных и сверх-прочностных сталей по твердости // Производство проката. 2016. № 12. С. 37 – 42.

13. Фридман А.В. Механические свойства металлов. Ч. 1. Деформация и разрушение. – М.: Машиностроение, 1972. – 472 с.

14. Atsushi Monden, Kei Miyanishi, Shingo Yamasaki Tatsuro Ochi / Development of Middle – carbon Steel Bars and Wire Rods for Cold Forging // Nippon Steel Technical Reports. 2013. No. 103. P. 127 – 132.

15. Liu D.L., Huo X.D., Wang Y.L. and Sun X.W. Aspects of microstructure in low carbon steels produced by the CSP process // J. Univ. Sci. Technol. B. 2003. Vol. 4. No. 10. P. 1 – 6.

16. Потапова Л.Б. Механика материалов при сложном напряженном состоянии. Как прогнозируют предельные напряжения. – М.: Машиностроение-1, 2005. – 244 с.

17. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. – М.: Металлургия, 1977. – 60 с.

18. Нотт Дж.Ф. Основы механики разрушения. – М.: Металлургия, 1978. – 256 с.

19. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 2. – СПб.: Лань, 2018. – 612 с.

20. Wang Su-Fen, Peng-Yan, Li Zhi-Jie. Work – Hardening and Deformation Mechanism of Cold Rolled Low carbon Steel // Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology. 2013. Vol. 3. No. 5. P. 823 – 828.

21. ASM Handbook, Vol. 1: Properties and Selection: Irons, Steels and High-Performance Alloys. ASM Handbook Committee. P. 673 – 688.

22. Васильев Г.Г., Елагина Т.В. О целесообразности учета величины отношения предела текучести к временному сопротивление при выборе труб для строительства в сложных условиях // Трубопроводный транспорт. Теория и практика. 2013. № 5 (39). С. 34 – 38.


Для цитирования:


Максимов А.Б., Шевченко И.П., Ерохина И.С. Толстолистовой прокат с изменяющимися механическими свойствами по толщине. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2019;62(8):587-593. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-8-587-593

For citation:


Maksimov A.B., Shevchenko I.P., Erohina I.S. Sheet metal with variable mechanical properties over its thickness. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2019;62(8):587-593. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-8-587-593

Просмотров: 82


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)