RU2748006C1 - Method for thermomechanical treatment of thin sheets of hard steel grades - Google Patents

Method for thermomechanical treatment of thin sheets of hard steel grades Download PDF

Info

Publication number
RU2748006C1
RU2748006C1 RU2020132065A RU2020132065A RU2748006C1 RU 2748006 C1 RU2748006 C1 RU 2748006C1 RU 2020132065 A RU2020132065 A RU 2020132065A RU 2020132065 A RU2020132065 A RU 2020132065A RU 2748006 C1 RU2748006 C1 RU 2748006C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hard
rolling
shell
layer
steel
Prior art date
Application number
RU2020132065A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Сергеевич Каманцев
Денис Ринатович Салихянов
Владимир Петрович Волков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Priority to RU2020132065A priority Critical patent/RU2748006C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748006C1 publication Critical patent/RU2748006C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metal pressure treatment, in particular to the pressure processing of hard-to-deform steel grades. The method of thermomechanical processing of thin sheets of hard-to-form steel grades includes preparation of a package consisting of a base layer and a technological shell, welding, heating and subsequent rolling with finishing treatment of the surface of the base layer. The technological shell is made in two layers: the inner layer is made of an aluminum-based alloy, the outer layer is made of structural low-carbon steel. Heating is carried out to a temperature of 600-610 °C, and rolling is carried out with a reduction rate of 7-22% for at least 4 passes with intermediate heating to a temperature of 600-610 °C.
EFFECT: product quality is improved.
1 cl, 2 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к обработке давлением труднодеформируемых марок сталей.The invention relates to the field of metal pressure processing, in particular to the pressure processing of hard-to-deform steel grades.

Известен способ термомеханической обработки листовых труднодеформируемых алюминиевых сплавов, заключающийся в предварительной обработке, деформировании в условиях сжатонапряженного состояния материала при одновременном приложении усилий растяжения со степенями деформаций, обеспечивающими выравнивание внутренних напряжений, и окончательной термообработке. В качестве труднодеформируемых берут сплавы системы алюминий-бериллий-магний. Предварительный нагрев ведут до 500-600°С, деформирование растяжением осуществляют при стабилизационной температуре 350-400°С, при этом температуру выравнивают по сечению и длине заготовки. Повторное деформирование ведут в условиях волочения при 200-250°С. Высокотемпературную термическую обработку осуществляют непрерывно, заготовку протягивают через систему нагревательных устройств (Патент RU2179598, МПК C22F 1/04, 2002 год).There is a known method of thermomechanical processing of sheet hard-to-deform aluminum alloys, which consists in pre-treatment, deformation under the conditions of the compressed-stressed state of the material while applying tensile forces with degrees of deformation, ensuring the equalization of internal stresses, and final heat treatment. Alloys of the aluminum-beryllium-magnesium system are taken as hard-to-form alloys. Preheating is carried out to 500-600 ° C, tensile deformation is carried out at a stabilization temperature of 350-400 ° C, while the temperature is leveled along the section and length of the workpiece. Re-deformation is carried out under conditions of drawing at 200-250 ° C. High-temperature heat treatment is carried out continuously, the workpiece is pulled through a system of heating devices (Patent RU2179598, IPC C22F 1/04, 2002).

Недостатками известного способа являются необходимость использования дополнительной технологической оснастки для создания растягивающих напряжений, а также сложность технологического процесса, обусловленная большим количеством переделов.The disadvantages of this method are the need to use additional technological equipment to create tensile stresses, as well as the complexity of the technological process, due to the large number of redistributions.

Известен способ прокатки тонких листов из труднодеформируемых титановых сплавов, включающий подготовку под прокатку пакета, состоящего из основного труднодеформируемого материала и двух плакирующих слоев, используемых в качестве технологических, его сборку, сварку, вакуумирование, формирование горячей прокаткой плакированного листа, последующую прокатку и термическую обработку листа и финишную обработку его поверхностей (Патент RU 2478448; МПК В21В 1/38, C22F1/18; 2013 год).A known method of rolling thin sheets of hard-to-deform titanium alloys, including the preparation for rolling of a package consisting of the main hard-to-deform material and two cladding layers used as technological, its assembly, welding, evacuation, formation by hot rolling of a clad sheet, subsequent rolling and heat treatment of the sheet and finishing of its surfaces (Patent RU 2478448; IPC В21В 1/38, C22F1 / 18; 2013).

Недостатком указанного способа, является возможность сплющивания валков за счет повышенного изгиба, возникающего при больших усилиях прокатки, обусловленных выполнением плакирующих слоев из материала, близкого по свойствам к основному (основной слой - титановый сплав 6A14V, оболочка - нелегированный титан Gr1). Кроме того, при выборе в качестве материала плакирующего слоя, близкого по свойствам к труднодеформируемому материалу основного слоя, плакирующий слой не обеспечивает эффективного и надежного предотвращения растрескивания поверхности.The disadvantage of this method is the possibility of flattening the rolls due to increased bending that occurs at high rolling forces due to the execution of cladding layers of a material similar in properties to the main one (the main layer is titanium alloy 6A14V, the shell is unalloyed titanium Gr1). In addition, when choosing a cladding layer as a material that is close in properties to the hard-to-deform material of the base layer, the cladding layer does not provide effective and reliable prevention of surface cracking.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ листовой прокатки высокопрочных труднодеформируемых сталей в оболочке из более пластичного материала, например, низкоуглеродистой конструкционной стали или алюминиевого сплава, включающий в себя подготовку заготовки, размещение ее в оболочке из более пластичного материала, нагрев, прокатку и финишную отделку поверхностей полученного листа. (Дзугутов М.Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. М.: Металлургия. 1977. 480 с.) (прототип).The closest in technical essence to the proposed method is the method of sheet rolling of high-strength hard-to-form steels in a shell made of a more ductile material, for example, a low-carbon structural steel or an aluminum alloy, which includes preparation of a workpiece, placing it in a shell of a more ductile material, heating, rolling and finishing surface finishing of the resulting sheet. (Dzugutov M.Ya. Plastic deformation of high-alloy steels and alloys. M .: Metallurgy. 1977. 480 S.) (prototype).

Недостатком известного способа являются, во-первых, возникающие значительные по величине напряжения сдвига на границе между материалами, обусловленные более интенсивной деформацией оболочки, чем основного слоя из труднодеформируемой стали, во-вторых, при одновременной прокатке с труднодеформируемой сталью материал оболочки налипает на прокатные валки, что приводит к его отслоению. В связи с этим, известный способ имеет низкую эффективность.The disadvantage of this method is, firstly, significant shear stresses arising at the interface between materials, due to a more intense deformation of the shell than the main layer of hard-to-deform steel, and secondly, while rolling with hard-to-deform steel, the shell material adheres to the rolling rolls, which leads to its detachment. In this regard, the known method has low efficiency.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать термомеханический способ обработки тонких листов труднодеформируемых марок сталей, обеспечивающий высокую эффективность за счет повышение качества продукции, а именно предотвращения растрескивания основного слоя и отслоения плакирующего слоя от основного слоя при прокатке.Thus, the authors were faced with the task of developing a thermomechanical method for processing thin sheets of hard-to-deform steel grades, which ensures high efficiency by improving product quality, namely, preventing cracking of the main layer and delamination of the cladding layer from the main layer during rolling.

Поставленная задача решена в предлагаемом термомеханическом способе обработки тонких листов труднодеформируемых марок сталей, включающем подготовку пакета, состоящего из основного слоя и технологической оболочки, сварку, нагрев и последующую прокатку с финишной обработкой поверхности основного слоя, в котором технологическую оболочку выполняют двухслойной: внутренний слой из сплава на основе алюминия, внешний слой из конструкционной низкоуглеродистой стали, причем нагрев ведут до температуры 600-610°С, а прокатку осуществляют со степенью обжатия 7-22% за не менее, чем 4 прохода с промежуточным подогревом до температуры 600-610°С.The problem is solved in the proposed thermomechanical method of processing thin sheets of hard-to-deform steel grades, including the preparation of a package consisting of the main layer and the technological shell, welding, heating and subsequent rolling with finishing the surface of the main layer, in which the technological shell is made two-layer: the inner layer of the alloy based on aluminum, the outer layer is made of structural low-carbon steel, and heating is carried out to a temperature of 600-610 ° C, and rolling is carried out with a reduction rate of 7-22% in at least 4 passes with intermediate heating to a temperature of 600-610 ° C.

В настоящее время из патентной и научно-технической информации не известен способ обработки тонких листов труднодеформируемых марок сталей, в котором технологическую оболочку выполняют двухслойной: внутренний слой из сплава на основе алюминия, внешний слой из конструкционной низкоуглеродистой стали, причем нагрев ведут до температуры 600-610°С, а термомеханическую обработку осуществляют в предлагаемых авторами условиях.At present, from patent and scientific and technical information, there is no known method for processing thin sheets of hard-to-deform steel grades, in which the technological shell is made of two layers: an inner layer of an aluminum-based alloy, an outer layer of structural low-carbon steel, and heating is carried out to a temperature of 600-610 ° C, and thermomechanical processing is carried out in the conditions proposed by the authors.

Известно, что при обработке тонких листов из труднодеформируемых марок сталей, имеющих высокие прочностные свойства в холодном и горячем состоянии и пониженную пластичность, основным ограничением является ограничение по толщине получаемого листа в горячем состоянии. Поскольку при горячей прокатке происходит теплообмен между прокатываемой заготовкой и деформирующими валками, приконтактные слои листовой заготовки охлаждаются и, тем самым, снижаются ее пластические свойства и повышаются прочностные. Кроме того, при нагреве листовых заготовок из сталей на их поверхности образуется окалина, обезуглероженный слой, возможно образование незначительных по глубине дефектов. При получении тонких полос, с толщиной менее 1,5-2 мм, указанные выше факторы приводят к непоправимому браку изделия, поэтому прокатку обычно ведут в горячем состоянии до критически допустимой толщины, а далее - в холодном состоянии, то есть без нагрева, с промежуточными отжигами с целью снятия наклепа, что значительно снижает эффективность обработки. Повысить эффективность обработки возможно, решив проблему с учетом следующих факторов, во-первых, наличия растягивающих продольных напряжений на боковой поверхности листовой заготовки, приводящих к появлению трещин - непоправимому браку; во-вторых, наличия больших усилий, возникающих при прокатке листовых заготовок из труднодеформируемых сталей, что в свою очередь приводит к повышенному продольному изгибу и сплющиванию рабочих валков. Продольный изгиб и сплющивание рабочих валков, как известно, ведет к разнотолщинности листовой заготовки в поперечном сечении, а в случае прокатке листов из труднодеформируемых сталей или сплавов, разнотолщинность может выйти за допустимые ТУ пределы. Устранение вышеприведенных факторов возможно путем применения оболочки из пластичного материала, например, алюминиевого сплава, так как позволяет уменьшить долю растягивающих напряжений на боковых поверхностях листовой заготовки из трудно деформируемой стали. Это происходит за счет того, что материал оболочки имеет меньшие прочностные свойства и, следовательно, в процессе деформации оболочка деформируется более интенсивно, чем основной слой из труднодеформируемой стали. Вследствие этого силы трения на границе с основным слоем меняются с реактивных на активные, что позволяет предотвратить уширение заготовки и появление растягивающих напряжений на ее боковой поверхности. Однако, материал оболочки из пластичного материала, как правило, имеет температуру горячей обработки значительно более низкую, чем температура горячей обработки труднодеформируемой стали, что в свою очередь приводит к большой разнице в прочностных свойствах между материалом оболочки и труднодеформируемой сталью. При их одновременной прокатке, на границе между труднодеформируемой сталью и материалом оболочки возникают значительные по величине напряжения сдвига, что приводит к отслоению оболочки и дальнейший процесс прокатки становится невозможен. Кроме того, материал оболочки, нагретый до температуры горячей обработки, при одновременной прокатке с труднодеформируемой сталью налипает на прокатные валки, что также приводит к его отслоению. В связи с чем использование оболочки из пластичного материала, например, алюминиевого сплава, имеет низкую эффективность. Возможный путь повышения эффективности использование оболочки из конструкционной низкоуглеродистой стали, имеющей повышенную твердость по сравнению с алюминиевыми сплавами. Однако, использование оболочки из конструкционной низкоуглеродистой стали не решает проблему технологических ограничений. В данном случае использованы близкие по свойствам материалы (гомологические температуры основного слоя и внешнего слоя оболочки близки), температуры их горячей обработки также близки, поэтому отслоения в процессе прокатки не происходит. Однако в процессе прокатки пакета, состоящего из труднодеформируемого материала и близкой по механическим свойствам оболочки, будет возникать большое усилие прокатки, повышенный изгиб и сплющивание рабочих валков. Кроме того, при выборе в качестве материала оболочки близкой по свойствам к труднодеформируемому материалу основного слоя, оболочка не обеспечивает эффективного и надежного предотвращения растрескивания труднодеформируемой стали. Исследования, проведенные авторами, позволили значительно повысить эффективность способа обработки тонких листов труднодеформируемых марок сталей за счет повышения качества конечного продукта. Достижение технического результата обеспечивается применением двухслойной функциональной оболочки, внутренний слой которой состоит из пластичного материала - сплава на основе алюминия, обеспечивающий «мягкую» схему напряженного состояния в листовой заготовке из труднодеформируемой стали за счет уменьшения доли растягивающих напряжений на ее боковой поверхности и предотвращения ее остывания. С точки зрения механики многослойной листовой прокатки это объясняется тем, что в начальный и конечный момент прокатки пакета, при наличии свободной поверхности в поперечном направлении, деформация концентрируется в мягком слое - он полностью выдавливается из зазора между валком и твердым материалом. При прокатке, по мере удаления свободной поверхности, выдавливанию мягкого слоя препятствуют силы трения - начинается деформация твердого слоя. Таким образом, применение пластичной оболочки позволяет предотвратить растрескивание труднодеформируемой стали, эффективно снизить требуемое усилие прокатки, изгиб и сплющивание рабочих валков. Выполнение наружного слоя технологической оболочки из более твердого по отношению к внутреннему слою оболочки материала -конструкционной низкоуглеродистой стали, позволяет предотвратить налипание пластичного внутреннего слоя оболочки на рабочие валки, ее отслоение и остывание. Причем нагрев пакета, состоящего из основного слоя и двухслойной оболочки, до температуры не выше 610°С позволяет избежать перегрева внутреннего слоя оболочки, что исключает возникновение значительных по величине напряжений сдвига. В тоже время использование промежуточного пластичного слоя между основным слоем из труднодеформируемой стали и наружным слоем из конструкционной низкоуглеродистой стали, несмотря на близость свойств основного материала и внешнего слоя технологической оболочки, позволяет увеличивать степень обжатия до 22%, исключая при этом сплющивание валков.It is known that when processing thin sheets of hard-to-deform steel grades with high strength properties in the cold and hot state and reduced ductility, the main limitation is the limitation on the thickness of the obtained sheet in the hot state. Since during hot rolling heat exchange occurs between the rolled billet and the deforming rolls, the near-contact layers of the sheet billet are cooled and, thereby, its plastic properties are reduced and its strength increased. In addition, when sheet steel blanks are heated, a scale, a decarburized layer is formed on their surface, and the formation of defects insignificant in depth is possible. When thin strips with a thickness of less than 1.5-2 mm are obtained, the above factors lead to irreparable rejects of the product, therefore rolling is usually carried out in a hot state to a critically permissible thickness, and then in a cold state, that is, without heating, with intermediate annealing in order to remove the work hardening, which significantly reduces the processing efficiency. It is possible to increase the processing efficiency by solving the problem taking into account the following factors, firstly, the presence of tensile longitudinal stresses on the lateral surface of the sheet blank, leading to the appearance of cracks - irreparable rejects; secondly, the presence of large forces arising during rolling of sheet blanks made of hard-to-deform steels, which in turn leads to increased buckling and flattening of the work rolls. Buckling and flattening of the work rolls, as you know, lead to a thickness difference in the cross-section of the sheet blank, and in the case of rolling sheets of hard-to-form steels or alloys, the thickness difference can go beyond the permissible TU limits. The elimination of the above factors is possible by using a shell made of a plastic material, for example, an aluminum alloy, since it makes it possible to reduce the proportion of tensile stresses on the side surfaces of a sheet blank made of hard-to-form steel. This is due to the fact that the shell material has lower strength properties and, therefore, during deformation, the shell deforms more intensively than the main layer of hard-to-deform steel. As a result of this, the friction forces at the interface with the main layer change from reactive to active, which makes it possible to prevent broadening of the workpiece and the appearance of tensile stresses on its lateral surface. However, the sheath material of ductile material generally has a hot working temperature significantly lower than the hot working temperature of hard-to-form steel, which in turn results in a large difference in strength properties between the shell material and hard-to-form steel. During their simultaneous rolling, significant shear stresses arise at the interface between the hard-to-deform steel and the shell material, which leads to the shell delamination and the further rolling process becomes impossible. In addition, the shell material heated to the hot working temperature, while rolling with hard-to-form steel, adheres to the rolls, which also leads to its delamination. In this connection, the use of a shell made of a plastic material, for example, an aluminum alloy, has low efficiency. A possible way to increase the efficiency is the use of a shell made of structural low-carbon steel, which has an increased hardness in comparison with aluminum alloys. However, the use of a structural mild steel cladding does not solve the problem of technological limitations. In this case, materials similar in properties were used (the homologous temperatures of the main layer and the outer layer of the shell are close), the temperatures of their hot working are also close, therefore, no delamination occurs during rolling. However, in the process of rolling a package consisting of a hard-to-deform material and a shell close in mechanical properties, there will be a large rolling force, increased bending and flattening of the work rolls. In addition, when the shell material is selected close in properties to the hard-to-deform material of the main layer, the shell does not provide effective and reliable prevention of cracking of hard-to-deform steel. The research carried out by the authors has made it possible to significantly increase the efficiency of the method for processing thin sheets of hard-to-deform steel grades by improving the quality of the final product. Achievement of the technical result is ensured by the use of a two-layer functional shell, the inner layer of which consists of a plastic material - an alloy based on aluminum, providing a "soft" stress state pattern in a sheet blank made of hard-to-deform steel by reducing the proportion of tensile stresses on its lateral surface and preventing its cooling. From the point of view of the mechanics of multilayer sheet rolling, this is explained by the fact that at the initial and final moment of rolling the package, in the presence of a free surface in the transverse direction, the deformation is concentrated in the soft layer - it is completely squeezed out of the gap between the roll and the hard material. During rolling, as the free surface is removed, the friction forces prevent the extrusion of the soft layer - deformation of the hard layer begins. Thus, the use of a plastic shell prevents cracking of hard-to-form steel, effectively reducing the required rolling force, bending and flattening of the work rolls. The outer layer of the technological shell is made of a material that is harder in relation to the inner layer of the shell, structural low-carbon steel, which prevents adhesion of the plastic inner layer of the shell to the work rolls, its delamination and cooling. Moreover, heating a package consisting of a base layer and a two-layer shell to a temperature not exceeding 610 ° C avoids overheating of the inner layer of the shell, which excludes the occurrence of significant shear stresses. At the same time, the use of an intermediate plastic layer between the main layer of hard-to-form steel and the outer layer of structural low-carbon steel, despite the similarity of the properties of the base material and the outer layer of the technological shell, allows increasing the reduction ratio to 22%, while eliminating the flattening of the rolls.

Предлагаемый термомеханический способ обработки тонких листов труднодеформируемых марок сталей может быть осуществлен следующим образом. Готовят пакет, состоящий из основного слоя и технологической оболочки, выполненной двухслойной: внутренний слой из сплава на основе алюминия, внешний слой из конструкционной низкоуглеродистой стали, приваривают оболочку по контуру основного листа, нагревают до температуры 600-610°С и осуществляют прокатку со степенью обжатия 7-22% за не менее, чем 4 прохода с промежуточным подогревом до температуры 600-610°С, затем удаляют технологическую оболочку механическим способом.The proposed thermomechanical method for processing thin sheets of hard-to-form steel grades can be carried out as follows. A package is prepared, consisting of a main layer and a two-layer technological shell: the inner layer is made of an aluminum-based alloy, the outer layer is made of structural low-carbon steel, the shell is welded along the contour of the main sheet, heated to a temperature of 600-610 ° C and rolling is carried out with the degree of reduction 7-22% for at least 4 passes with intermediate heating to a temperature of 600-610 ° C, then the process casing is removed mechanically.

На фиг. 1 изображено продольное сечение образца из труднодеформируемой стали, полученного в условиях предлагаемого способа.FIG. 1 shows a longitudinal section of a sample of hard-to-form steel, obtained under the conditions of the proposed method.

На фиг. 2 изображен образец из труднодеформируемой стали, полученный без использования технологической двухслойной оболочки.FIG. 2 shows a sample of hard-to-form steel, obtained without using a technological two-layer shell.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером конкретного исполнения.The proposed method is illustrated by the following example of a specific implementation.

Пример. Готовят пакет, состоящий из основного слоя - листовой материал из инструментальной стали У12 с исходной толщиной 6,5 мм, помещенный в двухслойную оболочку, внутренний слой которой выполнен из алюминиевого сплава АМг3 с исходной толщиной 3 мм, а наружный - из конструкционной стали Ст3сп с исходной толщиной 1 мм. Длина и ширина пакета составила 50 и 23 мм, соответственно. Приваривают оболочку по контуру основного листа. Собранный пакет нагревают до температуры 600°С в течение 15 минут. Прокатку выполняют со степенью обжатия с 7-22% с исходной толщины пакета 14,5 мм до конечной толщины 7 мм за 4 прохода с промежуточными подогревами пакета в печи до температуры 600°С.Финишную обработку осуществляют механическим способом. На фиг. 1 представлен лист стали У12 толщиной 3,88 мм, полученный предлагаемым способом.Example. A package is prepared, consisting of the main layer - sheet material made of U12 tool steel with an initial thickness of 6.5 mm, placed in a two-layer shell, the inner layer of which is made of AMg3 aluminum alloy with an initial thickness of 3 mm, and the outer layer is made of St3sp structural steel with an initial 1 mm thick. The length and width of the bag were 50 and 23 mm, respectively. The shell is welded along the contour of the main sheet. The assembled bag is heated to a temperature of 600 ° C for 15 minutes. Rolling is carried out with a reduction rate from 7-22% from the initial package thickness of 14.5 mm to the final thickness of 7 mm in 4 passes with intermediate heating of the package in a furnace to a temperature of 600 ° C. Finishing is carried out mechanically. FIG. 1 shows a sheet of steel U12 with a thickness of 3.88 mm, obtained by the proposed method.

Для сравнительной оценки предложенного способа была выполнена прокатка листовой заготовки из инструментальной стали У12 без технологической оболочки при тех же технологических режимах (температура нагрева 600°С, степени обжатия варьировались в диапазоне 7-22%). В процессе прокатки инструментальной стали У12 на первом же проходе (степень обжатия составляла 21,54%), на боковой поверхности листовой заготовки начали появляться трещины. На втором проходе (степень обжатия составляла 15,68%) продолжился рост образовавшейся трещины и, наконец, на третьем проходе (степень обжатия составляла 6,98%) трещина прошла через всю листовую заготовку, и процесс прокатки был остановлен (фиг. 2).For a comparative assessment of the proposed method, a sheet was rolled from U12 tool steel without a technological shell under the same technological conditions (heating temperature 600 ° C, the degree of reduction varied in the range of 7-22%). In the process of rolling U12 tool steel on the very first pass (the reduction rate was 21.54%), cracks began to appear on the side surface of the sheet blank. On the second pass (the reduction ratio was 15.68%), the formed crack continued to grow, and finally, on the third pass (the reduction ratio was 6.98%), the crack passed through the entire slab and the rolling process was stopped (Fig. 2).

В процессе прокатки инструментальной стали У12 в двухслойной технологической оболочке и в результате вскрытия пакета отслоения оболочки от заготовки не наблюдалось, на самой листовой заготовке из инструментальной стали никаких трещин обнаружено не было (фиг. 1).In the process of rolling U12 tool steel in a two-layer technological shell and as a result of opening the package, no delamination of the shell from the workpiece was observed; no cracks were found on the tool steel sheet itself (Fig. 1).

С целью оценки эффективности снижения требуемого усилия прокатки было измерено усилие прокатки инструментальной стали У12 без оболочки и при ее прокатке в предлагаемой двухслойной оболочке (Таблица). По данным таблицы видно, что при прокатке инструментальной стали У12 в двухслойной оболочке при больших величинах обжатия возникают меньшие по величине усилия прокатки, что свидетельствует о возможности снижения возникающих при прокатке труднодеформируемых сталей усилий и, следовательно, изгиба и сплющивания рабочих валков.In order to evaluate the effectiveness of reducing the required rolling force, the rolling force of the U12 tool steel without a shell and during its rolling in the proposed two-layer shell was measured (Table). According to the table, it can be seen that when rolling U12 tool steel in a two-layer shell at high compression values, lower rolling forces appear, which indicates the possibility of reducing the forces arising during rolling of hard-to-deform steels and, consequently, bending and flattening of the work rolls.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, авторами предлагается термомеханический способ обработки тонких листов труднодеформируемых марок сталей, обеспечивающий высокую эффективность за счет повышения качества продукции, а именно предотвращения растрескивания основного слоя и отслоения плакирующего слоя от основного слоя при прокатке.Thus, the authors propose a thermomechanical method for processing thin sheets of hard-to-deform steel grades, which provides high efficiency by improving product quality, namely, preventing cracking of the main layer and delamination of the cladding layer from the main layer during rolling.

Claims (1)

Способ термомеханической обработки тонких листов труднодеформируемых марок сталей, включающий подготовку пакета, состоящего из основного слоя и технологической оболочки, сварку, нагрев и последующую прокатку с финишной обработкой поверхности основного слоя, отличающийся тем, что технологическую оболочку выполняют двухслойной: внутренний слой из сплава на основе алюминия, внешний слой из конструкционной низкоуглеродистой стали, причем нагрев ведут до температуры 600-610°С, а прокатку осуществляют со степенью обжатия 7-22% за не менее чем 4 прохода с промежуточным подогревом до температуры 600-610°С.A method of thermomechanical processing of thin sheets of hard-to-form steel grades, including the preparation of a package consisting of a main layer and a technological shell, welding, heating and subsequent rolling with finishing the surface of the main layer, characterized in that the technological shell is made in two layers: an inner layer of an aluminum-based alloy , the outer layer is made of structural low-carbon steel, and heating is carried out to a temperature of 600-610 ° C, and rolling is carried out with a reduction rate of 7-22% for at least 4 passes with intermediate heating to a temperature of 600-610 ° C.
RU2020132065A 2020-09-28 2020-09-28 Method for thermomechanical treatment of thin sheets of hard steel grades RU2748006C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132065A RU2748006C1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Method for thermomechanical treatment of thin sheets of hard steel grades

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132065A RU2748006C1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Method for thermomechanical treatment of thin sheets of hard steel grades

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748006C1 true RU2748006C1 (en) 2021-05-18

Family

ID=75919934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132065A RU2748006C1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Method for thermomechanical treatment of thin sheets of hard steel grades

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748006C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985945A (en) * 1954-02-12 1961-05-30 Crucible Steel Co America Pack rolling
RU2052533C1 (en) * 1991-07-25 1996-01-20 Ульяновский политехнический институт Method for thermomechanical treatment of sheets from aluminum alloys containing lithium
RU2201821C1 (en) * 2001-08-29 2003-04-10 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method for pack rolling of thin sheets of hard-to-form alloys
RU2478448C2 (en) * 2011-05-03 2013-04-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of making thin sheets from difficult-to-form titanium alloys

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985945A (en) * 1954-02-12 1961-05-30 Crucible Steel Co America Pack rolling
RU2052533C1 (en) * 1991-07-25 1996-01-20 Ульяновский политехнический институт Method for thermomechanical treatment of sheets from aluminum alloys containing lithium
RU2201821C1 (en) * 2001-08-29 2003-04-10 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method for pack rolling of thin sheets of hard-to-form alloys
RU2478448C2 (en) * 2011-05-03 2013-04-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of making thin sheets from difficult-to-form titanium alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lu et al. Significant enhancement of bond strength in the accumulative roll bonding process using nano-sized SiO2 particles
EP1345728B8 (en) Method of making a composite aluminium sheet
CN104372278A (en) Method for producing hardened parts from sheet steel
RU2709568C1 (en) Improved finishing methods of extruded titanium articles
Choi et al. Application of mechanical trimming to hot stamped 22MnB5 parts for energy saving
CN111195685A (en) Thermally assisted roll bending of multiple sheet materials
EP2958748A1 (en) Clad automotive body panel with sharp character lines
CN111372770B (en) Composite board
EP1365910B1 (en) Method of manufacturing metallic composite material
KR20180119622A (en) A method of manufacturing a cold rolled, welded steel sheet,
WO2009079700A1 (en) Roll-bonding method
Vini et al. Fabrication of bimetal aluminum-5% alumina-bromine composites by warm accumulative roll bonding
RU2748006C1 (en) Method for thermomechanical treatment of thin sheets of hard steel grades
AU596743B2 (en) Variable strength steel, formed by rapid deformation
US3489618A (en) Hot rolling explosion-bonded stainless steel/carbon steel clads
Nagasekhar et al. Equal channel angular extrusion of tubular aluminum alloy specimens—analysis of extrusion pressures and mechanical properties
JP4155124B2 (en) Metal clad plate and manufacturing method thereof
Zwierzchowski Factors affecting the wear resistance of forging tools
JP3168836B2 (en) Manufacturing method of stainless steel and aluminum clad material
Al-Mousawi et al. Some physical defects in metal forming processes and creation of a data base
Matsumoto et al. Improvement in bonding strength by applying circumferential sliding in cold copper/aluminum forge-bonding
Deb et al. Bending of Sheet Metals: Challenges and Recent Developments
AU2002242712B2 (en) Method of manufacturing metallic composite material
JPH11319970A (en) Ferritic stainless steel/aluminum clad plate excellent in deep drawability
JPH11147101A (en) Hot rolled steel sheet excellent in press formability and resistance to galling and manufacture thereof