Неравномерность деформации по толщине полосы. Виды дефектов

Поперечная разнотолщинность. Причины возникновения и меры предупреждения

Поперечная разнотолщинность листов – неодинаковая толщина полосы по всей ширине листа.

Причины возникновения:

1. Прогиб валков (низкая жесткость клети);

2. Неравномерный разогрев бочки валка;

Меры предупреждения поперечной разнотолщинности:

1. Начальная выпуклая профилировка валков;

2. Увеличение жесткости рабочей клети с целью уменьшения упругой деформации валков;

3. Секционная подача вода для охлаждения валков (малоэффективный способ);

4. Противоизгиб валков (заключается в установке гидроцилиндров между шейками валков);

Этот вид неравномерно деформации проявляется как неодинаковое обжатие отдельных горизонтальных слоев полосы. Одной из причин может быть различие сопротивления деформации отдельных слоев прокатываемого участка.

Рисунок 43 – Прокатка двухслойной полосы.

Неравномерная деформация по толщине полосы приводит к появлению в металла дополнительных напряжений. В слоях полосы, получивших большее обжатие, возникают дополнительные напряжения сжатия, а в слоях, получивших меньшее обжатие – напряжения растяжения. Дополнительные напряжения могут привести к образованию дефектов.

Наиболее частым дефектом прокатки бимметалличесекой проволоки, имеющей стальной сердечник и медную оболочку, является разрыв стального сердечника.

Рисунок 44 – Образование трещин при прокатке стальной полосы в медной оболочке: а – стальной сердечник; б – медная оболочка;

В данном случае стальной сердечник, имея большее сопротивление деформации, меньше деформируется по сравнению с медной оболочкой. В результате в нем возникают дополнительные напряжения растяжения. Если эти напряжения превысят предел прочности сердечника, то в нем возникают трещины и разрывы.

Другим примером аналогичной неравномерности деформации по толщине может служить прокатка непрогретой заготовки или слитка. При прокатке такого металла в средней части возникают внутренние напряжения растяжения и как следствие их внутренние трещины.

Неравномерность деформации по толщине может быть связана со своеобразным распределением деформирующих напряжений. Если сжимающие силы, действующие со стороны валков на полосу в очаге деформации, представить в виде силовых линий, то эти линии будут искривлены, и плотность их будет уменьшаться от контактной поверхности к середине полосы.

Рисунок 45 - форма боковой кромки при прокатке полос разной толщины:

а – при ; б – при ; в – при .

Рассмотрим прокатку высокой полосы, когда обжатие и длина контактной поверхности малы. На контактной поверхности, где сосредоточено действие сил, деформация затруднена. Неблагоприятны условия для деформации и в средних слоях, где малы напряжения сжатия, поэтому в первую очередь вступают слои, удаленные от контактной поверхности. Деформирующие слои воздействуют на приконтактные области очага деформации, вызывая продольные и поперечные напряжения растяжения. Описанный характер деформации приводит к образованию двух выпуклостей на боковой поверхности полосы.

При уменьшении высоты прокатываемой полосы средняя область затрудненной деформации исчезнет, верхняя и нижняя выпуклости боковой кромки сольются, и получится равная боковая кромка. Согласно исследованиям П.А. Александрова, границы перехода деформации поверхностей в сквозную, обеспечивающую деформацию металла по всей его толщине, является величина обжатия, равная .

При прокатке с боковые кромки полосы получаются выпуклыми. Это связанно с действием сил трения, препятствующих деформации по ширине.