Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия

В. Ф. Даненко, доцент кафедры технологии материалов, канд. техн. наук, эл. почта: omd@vstu.ru
+Л. М. Гуревич, доцент, заведующий кафедрой материаловедения и композиционных материалов, докт. техн. наук

Приведены результаты экспериментальных исследований сопротивления срезу слоев передельной цилиндрической биметаллической заготовки по плоскости соприкосновения основного (сердечник из стали 45) и плакирующего (оболочка из стали 12Х18Н10Т, объемная доля 22 %) слоя при совместной горячей прокатке (пакетной прокатке) по системе калибров «ромб – квадрат». С целью установления необходимой длины удаляемых частей раската изучено влияние неустановившегося процесса прокатки на прочность соединения слоев в поперечных сечениях биметалла на расстояниях 150, 300 и 450 мм от переднего и заднего концов раската сечением 50×50 мм. Методами статистической обработки экспериментальных данных показано, что удаление переднего и заднего концов раската длиной 300 мм, при достижении напряжений среза в среднем τ_ср = 300–330 МПа, гарантирует в дальнейшем получение биметаллической катанки с требуемой прочностью соединения слоев для успешного производства проволоки. Установлена неравномерность распределения оболочки вокруг сердечника в биметаллической катанке диаметром 14,2 мм, полученной совместной горячей прокаткой составной цилиндрической заготовки «сталь 45 + 12Х18Н10Т» по системе калибров «овал – квадрат». Методом компьютерного моделирования процесса прокатки с использованием программного комплекса SIMULIA/Abaqus показаны повышение равномерности распределения оболочки вокруг сердечника, а также улучшение проработки металла при осуществлении первоначальной прокатки по системе калибров «круг – круг», «круг – овал» и затем по системе «овал – квадрат» со значениями вытяжек 1,136, 1,263 и 1,282 соответственно, и окончательно по системе «предчистовой овал – круг – круг» со значениями вытяжек 1,2, 1,148 и 1,14 соответственно.

1. Тананов А. И., Катихин В. Д., Гузь И. С. и др. Строение и свойства биметаллических материалов. – М. : Наука. 1975. – 124 с.
2. А. с. 709308 СССР, М. Кл. В 23 Р 3/06. Способ изготовления многослойных прутков / Долженков Ф. Е., Писаренко Ф. А., Шевченко Ю. Т., Гладков Г. А. ; заявл. 06.07.1977 ; опубл. 15.01.1980.
3. А. с. 330930 СССР М. Кл. В 23 Р 3/06. Способ изготовления биметаллической проволоки с сердечником из углеродистой стали / Гурьев А. В., Гохберг Я. А., Шахпазов Х. С., Ширванян А. С. ; заявл. 17.08.1970 ; опубл.07.03.1972
4. П. м. 17872 RU, М. Кл. В 21 В 1/00; В21 С 23/22. Калибровка прокатных валков для производства биметаллической катанки / И. М. Шатохин, О. Н. Тулупов. 2001.
5. Даненко В. Ф., Гуревич Л. М., Булаева С. А. и др. Производство круглой биметаллической заготовки с плакирующим слоем из коррозионностойкой стали // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. № 2. С. 16–22.
6. Tomczak J., Bulzak T., Pater Z., Wójcik Ł., Kusiak T. Skew rolling of bimetallic rods // Materials. 2021. Vol. 14, Iss. 1. 18. DOI: 10.3390/ma14010018
7. Гурьев А. В., Гохберг Я. А., Шахпазов Х. С., Ширванян А. С. Биметаллическая катанка для производства коррозионностойкой проволоки // Сталь. 1972. № 7. С. 661-662.
8. Даненко В. Ф., Гуревич Л. М., Булаева С. А. Коррозионная стойкость биметалли ческой проволоки углеродистая сталь + сталь 12Х18Н10Т в сажегазовой среде // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2015. № 12. C. 36-39.
9. ГОСТ 9941-81. Трубы бесшовные холодно- и теплодеформированные из коррозионно-стойкой стали технические условия. – Введ. 01.01.1983
10. ГОСТ 1050-2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. – Введ. 01.01.2015.
11. Трыков Ю. П., Даненко В. Ф., Гуревич Л. М. и др. Прогнозирование прочностных характеристик биметаллической коррозионностойкой проволоки // Производство проката. 2009. № 9. С. 29-33.
12. Смирнов В. К., Шилов В. А., Инатович Ю. В. Калибровка прокатных валков: учеб. пособие. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — Москва : Теплотехник, 2008. — 490 с.
13. ГОСТ 10885-85. Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионно-стойкая. Технические условия. – Введ. 01.07.1986.
14. Мельниченко А. С. Статистичеcкий анализ в металлургии и материаловедении : учебник. — М. : Изд. дом МИСиС, 2009. — 268 с.
15. Хайкин Б. Е., Железняк Л. М. Профильная прокатка : учеб. пособие. — Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2008. — 86 с.
16. Пат. 2463138С1 РФ. Способ изготовления биметаллических прутков / Даненко В. Ф., Трыков Ю. П., Писарев С. П., Гуревич Л. М., Цюцюра В. Ю., Булаева С. А. ; заявл. 10.05.2011 ; опубл. 10.10.2012 , Бюл. № 28.
17. Шоршоров М. Х., Тихонов А. С., Булат С. И. и др. Сверхпластичность металлических материалов. – М. : Наука, 1973. – 220 с.
18. Кайбышев О. А. Пластичность и сверхпластичность металлов. – М. : Металлургия, 1975. – 280 с.
19. Филиппов B. B., Стеблов A. Б., Исаков С. А. Технология производства углеродистой катанки // Литье и металлургия. 2001. № 1. С. 65–75
20. Dyja H., Lesik L., Milenin A., Mróz S. Theoretical and experimental analysis of stress and temperature distributions during the process of rolling bimetallic rods // Journal of Materials Processing Technology. 2002. Vol. 125. P. 731–735. DOI: 10.1016/S0924-0136(02)00378-3
21. Dyja H., Mróz S., Milenin A. Theoretical and experimental analysis of the rolling process of bimetallic rods Cu-steel and Cu-Al // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 153. P. 100-107. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2004.04.186
22. Тулупов О. Н., Моллер А. Б., Кинзин Д. И. и др. Совершенствование и развитие теоретических подходов и практических решений в моделировании горячей прокатки сортовых профилей и формировании качества продукции // Моделирование и развитие процессов ОМД. 2016. № 22. С. 3–27.
23. Романцев Б. А., Скрипаленко М. М., Воротников В. А. и др. Оценка влияния параметров деформированного состояния и температуры на микроструктуру заготовок из коррозионностойкой стали при двухвалковой винтовой прокатке // Черные металлы. 2024. № 5. С. 81–86.
24. Даненко В. Ф., Гуревич Л. М. Моделирование прокатки круглой биметаллической заготовки // Моделирование и развитие процессов ОМД. 2015. № 21. С. 27–34.
25. Бахтинов В. Б. Прокатное производство. — М. : Металлургия, 1987. — 416 с.
26. Третьяков А. В., Зюзин В. И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением: Справочник. – М. : Металлургия, 1973. — 224 с.
27. Грудев А. П. Теория прокатки. – М. : Металлургия, 1988. – 240 с.
28. Полухин П. И., Федосов Н. М., Королев А. А., Матвеев Ю. М. Прокатное производство : учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Металлургия, 1982. — 696 с.