Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия:

Ю. Н. Логинов, профессор кафедры «Обработка металлов давлением», докт. техн. наук, эл. почта: j.n.loginov@urfu.ru
Д. О. Соболев, магистрант, эл. почта: hfsdlk@mail.ru

С целью выявить закономерности изменения размеров полос из алюминиевых сплавов при их правке растяжением проводили промышленный эксперимент на правильно-растяжной машине с усилием 70 МН. Были назначены определенные контрольные точки на поверхности плиты и в них фиксировали толщины полосы до и после проведения правки. Измерения выполнены на 12 горячекатаных плитах толщиной 25–130 мм из четырех видов сплавов. Объем выборки разделен на две части: точки измерений, расположенные на периферии, ближе к захватам и точки в центральной части заготовки. Определены коэффициенты пластической анизотропии. Установлено, что коэффициент пластической анизотропии принимает более высокие значения в периферийной части полосы, чем в центральной. Для сплавов Д16, 5083 и АМг6 прослеживается общая тенденция: при увеличении толщины коэффициент пластической анизотропии повышается. В ходе статистической обработки наряду со средними величинами определены также дисперсии толщин полос до и после правки. В интервале толщин 20–60 мм можно говорить о примерном равенстве дисперсий. Однако выше 80 мм начинается рост показателя, при этом при толщине 130 мм дисперсия увеличивается примерно в четыре раза относительно этой характеристики для малых толщин. В целом задание параметров удлинения полосы при правке растяжением должно приводить к такому изменению толщины, которое должно обеспечить значение в поле допуска. Показано, что изменение толщин полос зависит от исходной, полученной при прокатке. При толщинах 100–130 мм пластическое формоизменение прибли жается к условиям деформации изотропного материала. Для более тонких горячекатаных полос коэффициент пластической анизотропии изменяется в диапазоне 0,4–0,9, причем он тем больше, чем больше толщина полосы.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке постановления № 211 Правительства Российской Федерации, контракт № 02.A03.21.

1. Lobanov M. L., Loginov Y. N., Danilov S. V., Golovin M. A. et al. Effect of hot rolling rate on the structure and texture condition of plates of the Al – Si – Mg alloy system // Metal Science and Heat Treatment. 2018. Vol. 60, Iss. 5-6. P. 322–328.
2. Колобнев Н. И., Сетюков О. А., Хохлатова Л. Б., Оглодков М. С. Влияние кристаллографических ориентировок на свойства плит из Al – Li-сплавов В-1461 и 1424 // Технология легких сплавов. 2010. № 1. С. 100–106.
3. Данилов С. В., Резник П. Л., Лобанов М. Л., Головнин М. А. и др. Влияние горячей прокатки на анизотропию механических свойств алюминиевого сплава 6061 // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2017. Т. 17, № 1. С. 73–80.
4. Ha J., Fones J., Kinsey B. L., Korkolis Y. P. Plasticity and formability of annealed, commercially-pure aluminum: Experiments and modeling // Materials. 2020. Vol. 13, Iss. 19. No. 4285. P. 1–29.
5. Li Z. J., Winther G., Hansen N. Anisotropy of plastic deformation in rolled aluminum // Materials Science and Engineering A. 2004. P. 387–389.
6. Cusset R., Azzouz F., Besson J., Dragon-Louiset M. et al. Modeling plasticity of an aluminum 2024T351 thick rolled plate for cold forming applications // International Journal of Solids and Structures. 2020. Vol. 202. P. 463–474.
7. Ремнев К. С. Устойчивость тонкой полосы из анизотропного материала при правке растяжением // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 4. С. 96–107.
8. Wen X. Y., Lee W. B. Orientation hardening and instability of an AA3003 aluminum alloy sheet under in-plane strain stretching // Scripta Materialia. 2000. Vol. 43, Iss. 1. P. 1–7.
9. Zhu C.-C., Luo J.-Y. Stretch rate and deformation for prestretching aluminum alloy sheet // Journal of Central South University of Technology. 2012. Vol. 19, Iss. 4. P. 875–881.
10. Логинов Ю. Н., Соболев Д. О. Моделирование правки растяжением плиты из алюминиевого сплава // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2019. № 5. С. 41–44.
11. Xiaolian Zhao, Ling Chen, Kezhun Heb, Ni Wu et al. Effect of contact heat transfer on hot rolling of aluminum alloy // Procedia Manufacturing. 2019. Vol. 37. P. 91–96.
12. Xin-Wei She, Xian-Quan Jiang, Pu-Quan Wang, Bin-Bin Tang et al. Relationship between microstructure and mechanical properties of 5083 aluminum alloy thick plate // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2020. Vol. 30, Iss. 7. P. 1780–1789.
13. Pujun Hao, Anrui He, Wenquan Sun. Formation mechanism and control methods of inhomogeneous deformation during hot rough rolling of aluminum alloy plate // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2018. Vol. 18, Iss. 1. P. 245–255.
14. ГОСТ 11701–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент. — Введ. 01.01.1986.
15. Рудской А. И. Научные основы управления структурой и свойствами сталей в процессах термомеханической обработки : монография. — М. : РАН, 2019. — 276 с.
16. Wuyang Liu, Takashi Lizuka. Fundamental apparent plastic anisotropy of duplex embossed aluminum sheet // International Journal of Mechanical Sciences. 2019. Vol. 163, No. 105–125.
17. Motoki Terano, Kazuhiko Kitamura, Masahiko Yoshino. Distribution of Plastic Anisotropy in Thickness Direction for Plate // Procedia Engineering. 2014. Vol. 81. P. 419–424.
18. Арышенский Е. В. Изучение особенностей эволюции текстуры при горячей прокатке в непрерывной группе авиационных алюминиевых сплавов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2020. Т. 17, № 3. С. 350–354.