Анотація до роботи:

Мироненко М.А. Розробка інтенсивних режимів гарячої прокатки реологійно складних металів з використанням методів фізичного моделювання . – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 –“Процеси та машини обробки тиском”- Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2004.

Дисертацію присвячено розробці та реалізації на фізичній моделі нової технології прокатування реологійно складних (РС) металів. З цією метою використано невідоме раніше явище динамічної деформаційної анізотропії роззміцнення РС металу, всебічно вивчене в рамках цієї роботи. У роботі вперше проведено дослідження залежностей напружено-деформованого стану РС металу при пластичному деформуванні зразків на новому пластометрі та за новою методологією. Із застосуванням методу муар та математичного апарату сплайн-функцій отримано низку нових результатів, які дозволяють по-новому поглянути на процеси, що протікають у металі під час його деформування.

Розроблені рекомендації та подані пропозиції щодо промислового застосування результатів досліджень при виборі обладнання зменшеної енергоємності та вдосконаленні технологічних режимів прокатки високих штаб металів зі складною реологією. Основні результати досліджень використовуються у навчальному процесі під час проведення лекційних занять, лабораторних і науково-дослідних робіт.

У дисертації наведено теоретичні узагальнення закономірностей деформування металів зі складною реологією та нове вирішення наукової задачі, що полягає у розробці інтенсивного режиму гарячої прокатки реологійно складних металів на основі фізичного моделювання вдосконаленої технології. Задача вирішується шляхом всебічного обгрунтування можливості протікання процесу пластичного формозмінювання означених металів з використанням їх властивостей роззміцнювання при надвеликих деформаціях. В основу створення вдосконаленого процесу прокатки покладено дані пластометричних досліджень та результати вивчення явища анізотропії роззміцнення РС металів. Практичне значення отриманих результатів полягає у розробці рекомендацій щодо реалізації вдосконаленого процесу у промислових умовах.

1. Аналіз сучасного стану розвитку технологій в галузі ОМТ, зокрема гарячої прокатки високих штаб металів, схильних до роззміцнення (реологійно складних), вказує на наявність резервів щодо економії енерговитрат. Використовуючи методи фізичного моделювання, з’являється можливість розробки інтенсивних режимів деформування РС металів, при яких найбільш ефективно можливо використовувати реологійні властивості металу, що є актуальною задачею.

2. У роботі розроблена та реалізована лабораторна фізична модель вдосконаленого процесу прокатування реологійно складних металів, котра полягає у їх деформуванні з надвеликими степенями деформації, тобто в умовах роззміцнення. Вперше всебічно обгрунтуваним фізичним моделюванням доведена можливість вільного сталого процесу прокатування реологійно складних металів зі суттєво підвищеними кутами захвату (до 60) та степенями деформації (до 95%). Вперше при розробці вдосконаленого процесу використано явище динамічної деформаційної анізотропії роззміцнення РС металів.

3. Вперше проведено дослідження залежностей напружено-деформованого стану металу зі складною реологією при пластичному деформуванні зразків на новому пластометрі та за новою методологією пластометрії. Пластометричними дослідженнями виявлено, що при степенях деформації, більших за 70% в умовах кімнатних температур:

технічно чиста мідь є реологійно складним металом;

технічно чистий свинець має складну реологію, що відображається декількома екстремумами на пластометричних кривих.

4. Розроблено випробувальні технічні засоби та методологію реалізації методу муар: техніку нанесення та фотографування растрів; алгоритм та програму комп’ютерного опрацювання картин муарових смуг із застосуванням математичного методу сплайн-функцій для дослідження течії РС металу у високому осередку деформації при прокатуванні в умовах роззміцнення.

5. Методом муарових смуг вивчені закономірності течії РС металу в осередку деформації з надвеликими степенями деформації. Вперше установлено, що:

переважна частина об’єму металу в осередку деформації знаходиться в умовах роззміцнення;

в першій половині осередку деформації має місце суттєво велика нерівномірність розподілу деформацій переважно зсувного характеру;

до виходу з осередку деформації параметри обтиснень шарів металу по висоті вирівнюються;

повне виключення розширення штаби при її прокатуванні не призводить до помітного підвищення зусилля деформування через посилення степені роззміцнення металу за рахунок збільшення головної деформації у напрямку прокатки.

6. З використанням теорії подібності та результатів фізичного моделювання розроблено і рекомендовано вдосконалений процес прокатки реологійно складних вуглецевих та легованих сталей реалізовувати у промислових умовах.

7. Результати роботи використані Українським науково-виробничим концерном “Укркольормет” при визначенні параметрів процесу пластичної деформації міді та її сплавів при виборі відповідного технологічного обладнання зменшеної енерговитратності.

8. Результати вивчення закономірностей розвитку деформацій металів зі складною реологією за умов надвеликих деформацій використовуються в лекційних курсах “Теорія ОМТ” та “Устаткування процесів ОМТ”. Нові технічні засоби та методологічні розробки використовуються як лабораторний практикум на кафедрах обробки металів тиском та технологічного проектування НМетАУ.