SU1623804A1 - Method of investigating flow of metal subjected to rolling and speciment for its realization - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлур гии, а точнее к обработке металлов давлением , и может быть использовано дл  исследовани  характера течени  металла при прокатке. Цель изобретени  - повышение точности измерений, увеличение обьема получаемой информации. Исследование провод т на образцах, состо щих из двух частей , имеющих скосы под углом 19°28 60 с нанесенной на скосе координатной се.кой. После прокатки образца провод т сравнение недеформированной и деформированной и ток, проециру  их на горизонтальную и в i тикальную плоскости, что позвол ет ч делить одновременно три составлю ir перемещени  металла. Это позвол ет j. ширить область использовани  метода ы ор динатной сетки 2 с.п. ф-лы, табл., 4 ил ; ЫThe invention relates to metallurgy, and more specifically to the processing of metals by pressure, and can be used to study the nature of the metal flow during rolling. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements, increasing the volume of information received. The study was carried out on samples consisting of two parts, which had bevels at an angle of 19 ° 2860 with a coordinate section on the bevel. After the sample has been rolled, the non-deformed and deformed are compared with the current, projecting them onto the horizontal and i-tical planes, which allows h to simultaneously divide the three components and the displacements of the metal. This allows j. to expand the area of use of the methods of the ordinate grid of 2 sec. F-ly, table., 4 silt; S

Description

Изобретение относитс  к ме:а., а точнее к обработке металлов давлением, и может быть использовано дл  исследовани  характера течени  металла при прокатке .The invention relates to me: a., And more specifically to the processing of metals by pressure, and can be used to study the nature of the metal flow during rolling.

Цель июбрегени  - повышение точности измерений, увеличение объема получаемой информации.The goal of Yugrebenya is to increase the accuracy of measurements, to increase the amount of information received.

На фиг. 1 показан образец до прокатки, общий вид; на фш. 2 то же, поело прокатки , на фиг 3 - схема определени  продольных и поперечных составл ющих перемещени  металла; на фиг. 4 то же, схема определени  поперечных и высотных составл ющих перемещени  металла.FIG. 1 shows the sample before rolling, general view; on flash 2 the same, rolling eaten; FIG. 3 is a scheme for determining the longitudinal and transverse components of the movement of the metal; in fig. 4 is the same, the scheme for determining the transverse and altitude components of the displacement of the metal.

Исследование провод т на образцах, состо щих из двух частей 1 и 2, скосы которых выполнены под углом 19С28 60 к продольной оси XThe study was conducted on samples consisting of two parts 1 and 2, the bevels of which were made at an angle of 19 ° C28 60 to the longitudinal axis X

На поверхности 3 роединени  образцов выполн ют коордиатную сетку 4, а на верхней грани образца - базовую отметку А, рассто ние С от которой до плоскости соединени  частей равно проекции длины  чейки координатной сетки на горизонтальную плоскостьOn the surface 3, sample joining is performed by the coordinate grid 4, and on the upper face of the sample, the base mark A, the distance C from which to the plane of joining the parts is equal to the projection of the cell length of the coordinate grid on the horizontal plane

После прокатки образца провод т сравнение недеформированной и деформированной сеток, проециру  их на горизонтальн ю или вертикальную плоскости, что позвол ет определ ть одновременно три составл ющих перемещени  металлаAfter the sample is rolled, the undeformed and deformed grids are compared, projecting them onto a horizontal or vertical plane, which allows determining simultaneously three components of the movement of the metal.

Проведенные экспериментальные исследовани  показывают, что при посто нном значении продольного усили , действующего на образец, за счет увеличени  ллощади места склейки уменьшаетс  значение продольных раст гивающих напр жений, действуюСЭExperimental studies have shown that with a constant value of the longitudinal force acting on the sample, by increasing the area of the bonding site, the value of the longitudinal tensile stresses decreases,

СОWITH

ооoo

щих на единицу площади, при этом по мере прохождени  плоскости соединени  частей образца через очаг деформации в зоне предельных значений дл  склеивающего материала продольных раст гивающих напр жений находитс  лишь незначительный участок плоскости соединени . Те части плоскости соединени , которые наход тс  вне зоны предельных раст гивающих напр жений , преп тствуют разрушению образца в местах его склейки. Однако при углах наклона менее 19°28 возрастает трудоемкость изготовлени  образцов, расход материалов, затрудн етс  расшифровка полученных данных . Практически он становитс  подобным образцу, набранному из горизонтальных пластин. Кроме того, при дальнейшей расшифровке полученных результатов накладываютс  погрешности, св занные с тригонометрическими вычислени ми. Поэтому достаточно угол наклона соедин емых граней ограничить значением 19°28 , так как синус этого угла равен 0,3333 или 1/3. В этом случае при проецировании координатной сетки на вертикальную плоскость, при исследовании перемещени  металла в поперечном сечении образца рассто ние между двум  лини ми координатной сетки, параллельными проекции продольной оси на соедин емую плоскость, равно рассто нию между четырьм  лини ми сетки, которые нанесены перпендикул рно проекции продольной оси на эту плоскость. Это позвол ет при проецировании координатной сетки, нанесенной на плоскость соединени , на плоскость поперечного сечени  образца перейти от пр моугольных  чеек к квадратным, что упрощает расшифровку экспериментальных данных .Per unit area, while as the plane of joining the parts of the sample passes through the deformation zone, in the zone of limiting values for the adhesive material of the longitudinal tensile stresses, there is only a small portion of the plane of the joint. Those parts of the plane of the joint that are outside the zone of ultimate tensile stresses prevent the sample from breaking at its gluing sites. However, when the angles of inclination are less than 19 ° 28, the laboriousness of preparing samples and the consumption of materials increase, and it is difficult to decipher the data obtained. In practice, it becomes similar to a sample made from horizontal plates. In addition, with further interpretation of the results obtained, errors associated with trigonometric calculations are superimposed. Therefore, it is sufficient to limit the angle of inclination of the joined faces to 19 ° 28, since the sine of this angle is 0.3333 or 1/3. In this case, when projecting a coordinate grid on a vertical plane, when studying the movement of a metal in a sample cross section, the distance between two grid lines parallel to the projection of the longitudinal axis on the plane to be joined is equal to the distance between four grid lines that are perpendicular projections of the longitudinal axis on this plane. This allows, when projecting a coordinate grid plotted on the joint plane, onto the cross sectional plane of the sample, to move from rectangular cells to square ones, which simplifies the interpretation of experimental data.

При изучении величины утла наклона места соединени  частей образца на прочность места соединени  установлено, что при углах наклона более 60е прочность соединени  начинает резко уменьшатьс , что снижает точность измерений, так как больша  часть плоскости соединени  находитс  в зоне предельных продольных напр жений очага деформации и характер действи  продольных раст гивающих напр жений анаю- 1 ичен случаю с вертикальным расположением места соединени  отдельных частей составного образца.When studying the magnitude of the slope of the junction of the parts of the sample for the strength of the junction, it was established that at tilt angles greater than 60 e, the strength of the junction begins to decrease sharply, which reduces the measurement accuracy, since most of the junction plane is in the zone of ultimate longitudinal stresses of the deformation zone and the longitudinal tensile stresses are similar to the case with the vertical arrangement of the junction of individual parts of the composite sample.

Образец после прокатки имеет измененную координатную сетку 5 с базовой отметкой А, рассто ние от которой до координатной сетки стало С. При определении продольных UK и поперечных U составл ющих (см (.т 3) перемещени  металла проекции оординатных сеток 4 и 5 совмещают в юризонтальной плоскости таким обь юм, чтобы совпали базовые отметки . и Л. Проециру  вектора 6 на ось Y, получают поперечные составл ющие перемещени  металла, а проециру  на ось X, по- продольные перемещени  металла.After rolling, the sample has a modified coordinate grid 5 with the base mark A, the distance from which to the coordinate grid becomes C. In determining the longitudinal UK and transverse U components (cm. 3) of the metal movement, the projections of the coordinate grids 4 and 5 are aligned in the legal horizontal the planes are so large that the base marks coincide and L. The projection of vector 6 onto the Y axis gives the transverse components of the displacement of the metal, and the projection onto the X axis, the longitudinal displacements of the metal.

00

Совмещение базовых отметок до А после А прокатки позвол ет фиксировать любое продольное перемещение узлов координатной сетки.Combining the base marks to A after A rolling allows to fix any longitudinal movement of the grid nodes.

При определении поперечных bf и высотных составл ющих (фиг. 4) перемещени  металла проекции координатных сеток 4 и 5 совмещают в вертикальной плоскости таким образом, чтобы центры координат О и ОWhen determining the transverse bf and height components (Fig. 4), the metal displacements of the projection of the coordinate grids 4 and 5 are aligned in a vertical plane so that the coordinate centers O and O

совпадали. Проекциру  вектора 7 соответственно на оси Z и У получают вертикальные иг и поперечные Ц, составл ющие перемещени  металла.matched. The projection of vector 7, respectively, on the Z and Y axes, is obtained by the vertical iG and transverse C, which are components of the displacement of the metal.

Пример. Экспериментальное исследова- ние проводили на серии из п ти образцов. Все образцы изготавливали из свинца в виде бруса размерами 30x40x200 мм. После этого каждый образец разрезали дисковой фрезой под различными углами а к оси X (табл. 1). В плоскости среза на одной из частей образца накатывали координатную сетку с шагом  чейки 2 мм. После нагрева отдельных частей образцов плоскости среза залуживали сплавом Вуда и склеивали. Все склеенные образцы прокатывали в гладких 5 валках с одинаковой степенью деформации .Example. An experimental study was performed on a series of five samples. All samples were made of lead in the form of a bar with dimensions of 30x40x200 mm. After that, each sample was cut by a disk cutter at different angles a to the X axis (Table 1). A coordinate grid with a cell pitch of 2 mm was rolled in one of the parts of the sample in the cut plane. After heating the individual parts of the samples, the cut plane was tinned with Wood alloy and glued. All glued samples were rolled in smooth 5 rolls with the same degree of deformation.

Результаты изготовлени  образцов и их прокатки представлены в таблицеThe results of the production of samples and their rolling are presented in the table.

После прокатки образцы нагревали, рас0 клеивали и обрабатывали азотной кислотой координатную сетку, с целью получени  четкой картины координатной сетки. Полученные координатные сетки фотографировали с одинакового рассто ни , располага  объектив соответственно по оси Z и по оси А , по5 луча  горизонтальную и вертикальную проекции деформированных сеток. Совмеща  вертикальные и горизонтальные негативы проекции координатных сечок соответствующих образцов до и после прокатки определ - ли составл ющие перемещений металла при прокатки их , Up и UzAfter rolling, the samples were heated, cleaved, and treated with nitric acid coordinate grid, in order to obtain a clear picture of the coordinate grid. The obtained coordinate grids were photographed from the same distance, having the lens along the Z axis and the A axis, respectively, along the horizontal and vertical projections of the deformed grids. By combining the vertical and horizontal negatives of the projection of the coordinate slits of the corresponding samples before and after rolling, they determined the components of the movements of the metal during their rolling, Up and Uz

Дл  фотографировани  координатных сеток использовали фокусный объектив «Вега-13, позвол ющий получить минимальные искажени .For photographing coordinate grids, a Vega-13 focal lens was used, which allows to obtain minimal distortion.

5 Одновременно с фотографированием производили обмер проекций  чеек координатных сеток до и после прокатки щ, i помощи большого инструментального микроскопа БИМ-1 Сравнива  полученные кжные по составл ющим перемещени  металла при5 Simultaneously with photography, measurements were made of the projections of the cells of the coordinate grids before and after rolling u, using the large instrumentation microscope BIM-1. Comparing the movements of the metal obtained by

0 прокатке на образцах П., Ill и IV получили, что погрешность измерений при фотографировании и пр мых замерах находитс  в пределах 7-11%, т.е. удовлетворительна  сходимость полученных результатов позвол ет использовать оба метода замера пе5 ремещени  узлов координатных сеток. На образцах I и V погрешность составила от 15 до 34% в различных местах координатных сеток. На образце 1 это ььивано значительной трудоемкостью при накатке координатной сетки, ана образце V - нарушением сплошности образца при прокатке.Rolling on samples of P., Ill, and IV obtained that the measurement error in photographing and direct measurements is within 7–11%, i.e. The satisfactory convergence of the obtained results allows the use of both methods for measuring the displacement of nodes of coordinate grids. On samples I and V, the error ranged from 15 to 34% in various places of the coordinate grids. On sample 1, this is a significant amount of labor during roll-up of the coordinate grid, and ana-sample V is a discontinuity of the sample during rolling.

Использование предлагаемого способа и образца позвол ет увеличить объем получаемой информации, повышает надежность и точность измерений при изучении конечных видов деформации при продольной прокатке с большой неравномерностью обжатий по ширине. Эффект достигаетс  за счет наклона места соединени  отдельных частей образца к продольной оси образца, что позвол ет исключить вли ние предельных раст гивающих напр жений в зоне деформации одновременно на всю плоскость соединени . Кроме того, за счет увеличени  площади соединени  при посто нном значении продольного усили , деист иующего на образец уменьшаетс  значение продольных раст гивающих напр жений, действующих на единицу площади места соединени . Это позвол ет расширить область и пределы использовани  метода координатной сетки при изучении процесса прокатки с большой неравномерностью обжатий по ширине и большими степен ми деформации.The use of the proposed method and sample allows to increase the amount of information obtained, increases the reliability and accuracy of measurements in the study of the final types of deformation during longitudinal rolling with a large irregularity of reductions in width. The effect is achieved by tilting the junction of individual parts of the specimen to the longitudinal axis of the specimen, which eliminates the influence of ultimate tensile stresses in the deformation zone simultaneously on the entire plane of the joint. In addition, by increasing the area of the joint, with a constant value of the longitudinal force detrimental to the sample, the value of the longitudinal tensile stresses acting per unit area of the joint is reduced. This makes it possible to expand the region and limits of using the grid method in studying the rolling process with a large nonuniformity of reductions in width and large degrees of deformation.

Кроме того более высока  надежность предлагаемого образца позвол ет отказатьс  от дублировани  опытов, снизить расход материалов, таких как свинец и сплав Вуда.In addition, the higher reliability of the proposed sample makes it possible to refuse to duplicate experiments, to reduce the consumption of materials, such as lead and Wood alloy.

Claims (2)

1. Способ исследовани  течени  металла при прокатке, включающий нанесение координатной сетки на образец, его деформа01. A method for studying metal flow during rolling, including the application of a coordinate grid on a sample, its deformation цию, получение информации о перемещении узлов координатной сетки после деформации образца и переработку этой информации , отличающийс  тем, что, с целью ве личени  объема пол чаемой информации и повышени  точности измерений, нанесение координатной сетки осуществл ют под углом к продольной оси образца, на горизонтальную поверхность образца в плоскости его симметрии нанос т базовую отметк на рассто нии от координатной сетки, равном проекции рассто ни  между мами не ю формированной координатной сетки на УГ поверхность образца, информацию в части продольных и поперечных составл ющихobtaining information about the movement of grid nodes after deforming the sample and processing this information, characterized in that, in order to increase the amount of information received and improve measurement accuracy, the grid is applied at an angle to the longitudinal axis of the sample on a horizontal surface sample in the plane of its symmetry is applied to the base mark on the distance from the coordinate grid, equal to the projection of the distance between the not formed coordinate grid on the UG sample surface, information iju a portion of longitudinal and transverse components перемещени  получают при проецировании деформированной и недеформированной координатных сеток на горизонтальную плоскость и совмещении базовых отметок, по.н ченных до и после деформации, а информацию в части высотных и повторно поперсчdisplacements are obtained by projecting the deformed and undeformed coordinate grids on the horizontal plane and combining the base elevations before and after the deformation, and information about the height and re-run 0 ных составл ющих перемещени  получаю. при проецировании деформированной и недеформированной координатных сеток на вертикальную плоскость и сонмепн ним нош ров координат этих сеток.0 components of the movement receive. when projecting the deformed and non-deformed coordinate grids on the vertical plane and comparing the coordinates of these grids. 2. Образец дл  исследовани  (и  металла при прокатке, выполненный а ннле бруса, состо щего по меньшей мере из , последовательно расположенных по длине образца частей, с нанесенной по соприка саемым гран м чаетей координатной -:2. A sample for investigation (and a metal during rolling, made in an nnla bar, consisting of at least one of the parts that are consecutively arranged along the length of the sample, with the coordinate applied on the contact face of the coordinate -: 0 кой, отличающийс  тем. что, с це. 1ью нс личени  объема получаемой информации и повышении точности измерений, соедин т мые грани частей образца выполнены пак лонными под углом 19°28 6П к .п- ной оси образца.0 which is different in that. what, with the price. First, the amount of information received and the increase in the accuracy of measurements, the connected edges of the sample parts are made with a column at an angle of 19 ° 28 6P to the sample axis. 5five JO40JO40 200200 JO JO JO 30JO JO JO 30 40 40 40 4040 40 40 40 200 200 200 200200 200 200 200 2424 8 eight 24 24 24 2424 24 24 24 42,Оэ 236,8 Затрул1.но н.ли.1. ние кгн рл;ш а . сет.-.:, при иль.. . ; 42, Oe 236.8 Zatrul1.no n.ol.1. KGN rl; w a. set .-.:, with il ... ; Cu JKll рас 1 IH)Jil .Cu JKll races 1 IH) Jil. с  к;.л . 237,3 Заме -ишгг. . .. 237,5 - - 237,5 - 42 42 L )with to; .l. 237.3 Zameh-yyyyy. . .. 237.5 - - 237.5 - 42 42 L) 4/,02 2чО4/02 2chO НарушениеViolation TJI Tji Ill i nml F i T nt ni K i Jb,iJ 14 i i iiiigi o4 ним nLMiBlitn-onnflHiil oflf nodIll i nml F i T nt ni K i Jb, iJ 14 i i iiiigi o4 him nLMiBlitn-onnflHiil oflf nod e (- г yi ii Ki Mim nc cj у/ Р ч5о St Of I I d J ) LHM I i KHji4(Niu и ,1ьн1у| и on сюпнхом oioHiMHiDiIpr П111И11Яe (- g yi ii Ki Mim nc cj y / P h5o St Of I I d J) LHM I i KHji4 (Niu and, 1H1y | and on with a snoop oioHiMHiDiIpr A111I11Ya 0()НЛИ1П )ЖВ((. | 0 () NLI1P) LW ((. | Rflonuud о doiNoddo HAhiipd /r,)d,ij очноч/мгогоц v doj4i:r,jRflonuud about doiNoddo HAhiipd / r,) d, ij per night / mgogot v doj4i: r, j ИИЧ.11 К KXJOtloM J ЧГ01 ИН1ЧЛО )H11.11 K KXJOtloM J CG01 IN1CHLO) / AA / AA /7/ 7 2:2: / / // / / //////////// , / // /G/, / // / G / /  / ь / / / / /l / / / / / ЈЈ5ЈЈ5 tfttft Z Z / / / / f/ / / / f Ы3Y3 //////// /G/ / G / 77