ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНЫХ СТАЛЬНЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС НА УСТАНОВКЕ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ. СООБЩЕНИЕ 2

Обоснована актуальность задачи определения напряженно-деформированного состояния металлов плакирующего слоя и основной  полосы при получении трехслойного биметалла легированная сталь – конструкционная сталь – легированная сталь. Показано температурное поле основной полосы и плакирующего слоя для расчета напряженно-деформированного состояния металлов трехслойной биметаллической полосы. Приведены исходные данные для расчета напряженно-деформированного состояния трехслойной биметаллической  полосы. Для оценки влияния коэффициента трения между плакирующими слоями и основной полосой на напряженно-деформированное  состояние металлов в очаге деформации приняты три его значения. Описана геометрическая модель для расчета напряженно-деформированного состояния и течения металла в очаге деформации плакирующего слоя. Приведены характерные линии и точки, для которых  проведен расчет. Описана методика решения задачи определения напряжений и течения металла в очаге деформации методом конечных  элементов с использованием пакета ANSYS. Приведены закономерности течения металла плакирующего слоя по длине очага деформации и перемещения основной полосы биметаллического слитка. Определены величины взаимного смещения слоев биметаллической  полосы в  зависимости от степени деформации плакирующего слоя. Даны рекомендации по степени деформации плакирующих слоев для  улучшения качества трехслойного биметалла. Представлены закономерности распределения осевых и касательных напряжений в очаге  деформации при получении стальных трехслойных биметаллических полос на установке совмещенного процесса непрерывного литья  и  деформации. Дана оценка напряженного состояния металла плакирующего слоя в очаге циклической деформации с позиции улучшения  качества трехслойных биметаллических полос при получении на установке совмещенного процесса непрерывного литья и деформации.

 установка,  совмещенный процесс,  непрерывное литье,  боек,  полоса,  расплав металла,  трехслойный биметалл,  напряжение,   деформация,  очаг деформации,  плакирующий слой

1. Лехов О.С., Михалев А.В. Исследование процесса получения трехслойных стальных биметаллических полос на установке непрерывного литья и деформации. Сообщение 1 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2019. № 8. С. 594 – 599.

2. Лехов О.С., Михалев А.В. Установка совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства листов из стали для сварных труб. Теория и расчет. – Екатеринбург: Издво УМЦ УПИ, 2017. – 151 с.

3. Эренберг Х.-Ю. Литье и обжатие с разливки тонких слябов на заводе фирмы «Маннесман ререн-верке АГ». – В кн.: Металлургическое производство и технология металлургических процессов. – М.: Металлургия, 1990. С. 46 – 56.

4. Форнасье М., Пьемонте К., Пигани А., Сатонин А. Литье и прокатка тонких слябов из сталей категории API для применения в арктических условиях // Металлургическое производство и технологии. 2011. № 1. С. 16 – 29.

5. Fujii H., Ohashi T., Hiromoto T. On the formation of the internal cracks in continuously cast slabs // Transact. Iron and Steel Inst. Japan. 1978. Vol. 18. No. 8. P. 510 – 518.

6. ANSYS. Structural Analysis Guide. Rel. 15.0. http/www.cadfer.ru

7. Takashima Y., Yanagimoto I. Finite element analysis of flange spread behavior in H-beam universal rolling // Wiley in Steel research international. 2011. Vol. 82. P. 1240 – 1247.

8. Karrech A., Seibi A. Analytical model of the expansion in of tubes under tension // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. P. 336 – 362.

9. Kazakov A.L., Spevak L.F. Numeral and analytical studies of nonlinear parabolic equation with boundary conditions of a special form // Applied Mathematical Modelling. 2013. Vol. 37. No. 10-13. P. 6918 – 6928.

10. Kobayashi S., Oh S-I, Altan T. Metal forming and finite-elemente method. – New York: Oxford University Press, 1989. – 377 p.

11. Jansson N. Optimized sparse matrix assembly in finite element solvers with one-sided communication // High Performance Computing for Computational Sience. VECPAR 2012 Springer Berlin Heidelberg, 2013. P. 128 – 139.

12. Matsumia Т., Nakamura Y. Mathematical model of slab bulging during continuous casting. In: Applied Mathematical, and Physical Models in Iron and Steel Industry // Proceedings of the 3rd Process Technological Conference, Pittsburgh, Pa, 28-31 March 1982, New York. P. 264 – 270.

13. Лехов О.С., Гузанов Б.Н., Лисин И.В., Билалов Д.Х. Исследование совмещенного процесса непрерывной разливки и циклической деформации для получения листов из стали // Сталь. 2016. № 1. С. 59 – 62.

14. Боли Б., Уэйнер Дж. Теория температурных напряжений. – М.: Мир, 1976. – 349 с.

15. Лехов О.С. Исследование напряженно-деформированного состояния системы валки – полоса при прокатке широкополочной балки в клетях универсально-балочного стана. Сообщение 2 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 12. С. 15 – 19.

16. Sorimachi K., Emi T. Elastoplastic stress analysis of bulging as a major cause of internal cracks in continuously cast slabs // Tetsu to hagane. 1977. Vol. 63. No. 8. P. 1297 – 1304.

17. Шляхова Г.В., Баранникова С.А., Бочкарева А.В., Зуев Л.Б. Исследование структуры биметалла конструкционная углеродистая сталь – нержавеющая сталь // Изв. вуз. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 4. С. 300 – 305.

18. Ли Ю.В., Баранникова С.А., Зуев Л.Б. Локализация пластической деформации в слоистых материалах. Сб. материалов ХII Международной конференции « Механика, ресурс и долговечность материалов и конструкций». – Екатеринбург: изд. ИМАШ УрО РАН, 2018. С. 198.

19. Судник А.В., Петров И.В., Галиновский А.Л., Колпаков В.И., Моисеев В.А. Перспективные направления применения биметаллов в машиностроении // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2015. № 2. С. 80 – 88.

20. Плохих А.И., Пустырский С.В. Моделирование процесса пластической деформации многослойных металлических материалов. – В кн.: Сб. докладов Международного научно-технического конгресса «ОМД 2014». Фундаментальные проблемы. Инновационные материалы и технологии». Ч. 1. – М.: изд. ООО «Белый ветер», 2014. С. 221 – 226.