Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

М. В. Чукин, гл. научный сотрудник НИИ Наносталей, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: m.chukin@mail.ru
Н. В. Копцева, профессор кафедры литейных процессов и материаловедения, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: kopceva1948@mail.ru
Ю. Ю. Ефимова, доцент кафедры литейных процессов и материаловедения, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: jefimova78@mail.ru

Обзор имеющихся литературных источников показал, что применение термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) в качестве метода контроля влияния структурного состояния и различного рода дефектов на свойства холоднокатаной листовой стали во многом сдерживается недостаточностью экспериментальных исследований. Целью проводимых исследований, результаты которых представлены в данном сообщении, было выявить связь ТЭДС с распределением твердости по длине и ширине холоднокатаной ленты, используя разработанную методику, изложенную в сообщении 1. Доказано, что между значениями ТЭДС и твердостью рекристаллизованной холоднокатаной стальной ленты наблюдается слабая и умеренная положительная корреляция, подтверждающая, что с увеличением твердости ленты значения ТЭДС возрастают, при этом верно и обратное положение: чем выше значение ТЭДС, тем следует ожидать более высокие значения твердости. Установлено, что неоднородность распределения твердости по ширине ленты не связана с микроструктурной неоднородностью, а определяется тем, насколько полно при рекристаллизационном отжиге исходной холоднокатаной ленты, а затем при ее дополнительном отжиге была снята неравновесность и дефектность структуры. Выявлено, что между значениями ТЭДС в исходном состоянии и после дополнительного отжига ленты наблюдается очень сильная положительная корреляционная связь, доказывающая, что ТЭДС образцов до отжига всегда больше значений ТЭДС образцов после дополнительного отжига, причем эта зависимость близка к линейной. Доказана перспективность использования метода ТЭДС для контроля деформационной неравномерности и неоднородности распределения твердости холоднокатаной стальной ленты, а также прогнозирования ее поведения при дальнейшей холодной штамповке.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России (проект FZRU-2025-0003).

1. Аверкиев А. Ю. Оценка штампуемости листового и трубного проката // Кузнечно‐штамповочное производство.1990. № 2. – С. 19-24.
2. Шевелев В. В., Яковлев С. П. Анизотропия листовых материалов и ее влияние на вытяжку. – М.: Машиностроение, 1972. – 133 с.
3. Гречников Ф. В., Каргин В. Р. Теория пластического деформирования металлов: учебник. – Самара : Издательство Самарского университета, 2021. – 448 с.
4. Родионова И. Г., Мишнев П. А., Адигамов Р. Р. и др. Особенности формирования структуры и свойств холоднокатаных низкоуглеродистых сталей для автомобилестроения в зависимости от степени обжатия при холодной прокатке // Технология колесных и гусеничных машин. 2013. № 2 (6). – С. 20-28.
5. Салихов Т. Ш. Факторы неоднородности качества листовых сталей и методы их оценки: дис. ... канд. техн. наук: – Москва, 2009. – 120 с.
6. Матюк В. Ф. Состояние неразрушающего контроля механических свойств и штампуемости листового проката сталей в технологическом потоке производства // Неразрушающий контроль и диагностика. 2012. № 3. – С. 3-24.
7. Пат. 2765768 РФ. Способ и устройство для непрерывной оценки механических и микроструктурных свойств металлического материала, в частности стали, в процессе холодного деформирования / Феррайоло А.; заявитель «Марсегаглиа Карбон Стил С.П.А.» : заявл. 02.02.2022 : опубл. 29.03.2018.
8. Кутанов С. В. Экспериментальное определение деформаций и механических свойств деталей, получаемых методами пластического формоизменения // Вестник машиностроения. 2011. № 12. – С. 78-80.
9. Sonmez F. O., Demir A. Analytical relations between hardness and strain for cold formed part s // Journal of materials processing technology. 2007. Vol. 186. № 1-3.– P . 163-173.
10. Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. – Москва : Машиностроение, 1971. – 200 с.
11. Федаш Г. М., Суровова В. И. Исследование термоэлектродвижущей силы, возникающей в цепи деформированных и недеформированных металлов // ФММ. 1960. Т. 10. Вып. 1. – С 20-23.
12. Физическое металловедение: В 3-х т. Т.3 : Физико-механические свойства металлов и сплавов / Под ред. Р. У. Кана, П. Хаазена; пер. с англ. под ред. О.В. Абрамова . 3-е изд. М. : Металлургия, 1987. – 661 с.
13. Беленький А. М., Дмитриева Е. Э., Хадзарагова Е. А. и др. Термоэлектрический эффект в приборах черной металлургии // Черные металлы. 2024. № 5. – С. 63-73.
14. Soldatov A. I., Soldatov A. A., Sorokin P. V. et al. Thermoelectric method of plastic deformation detection // Materials Science Forum. 2018. Vol. 938. – Р. 112-118.
15. Кузнецов Е. Е. Пластическая деформация и термоэлектрический эффект в сплавах. – Екатеринбург : УрО РАН, 2021. – 280 с.
16. Васильев А. П. Влияние дислокаций на термоэлектрические свойства металлов. – М. : Физматлит, 2017. – 224 с.
17. Кочкин Ю. П., Чернега А. Х., Шевченко С. Г. Изменение термоэлектродвижущей силы, обусловленной упругой деформацией стальной проволоки при растяжении // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2006. № 3 (15). С. 49-50.
18. Кочкин Ю. П., Солнцев А. Ю. Характер изменений термоЭДС при малой упругой деформации углеродистой стали // Теория и технология металлургического производства. 2016. № 1 (18). С. 54-56.
19. Солдатов А. А., Солдатов А. И., Хаскова Е. С. Экспериментальные исследования термоэлектрических характеристик пластически деформированных сталей Ст3, 08кп и 12Х18Н10Т // Контроль. Диагностика. 2014. № 13. С. 149-151.
20. Demmel P., Pazureck A., Golle R. et al. Characterization of the thermoelectric behavior of plastically deformed steels // Journal of Electronic Materials. 2013. Vol. 42. 7. – Р. 2371-2375.
21. Milicevic I., Popovic M., Ducic N. et al. Experimental identification of the degree of deformation of a wire subjected to bending // Science of Sintering. 2018. Vol. 50. – Р. 183-191.
22. Demmel P., Tröber P., Kopp T. et al. Characterization of the Thermoelectric Behavior of Plastically Deformed Steels by Means of Relative Seebeck Coefficient // Materials Science Forum. 2013. Vol. 755. Р. 1-7.
23. Пат. 2229703 РФ. Термоэлектрический способ контроля неоднородности металлов и сплавов / Корндорф С. Ф., Ногачева Т. И., Мельник Е. Е. ; заявитель Орловский государственный технический университет; заявл. 17.10.2002 : опубл. 27.05.2004
24. Пат. 2229117 РФ. Термоэлектрический способ контроля металлических материалов / Тупикин Д. А.; заявитель Орловский государственный технический университет; заявл. 10.02.2003; опубл. 20.05.2004.
25. Лухвич А. А., Шарандо В. И. Термоэлектрический способ контроля металлических материалов : а. с. SU 1548732 A1 № 4400979 ; заявл. 04.01.1988 ; опубл. 07.03.1990, Бюл. № 9. – 2 с.
26. Wu Y., Chen C., Wang C. et al. Influence of the sheet metal Seebeck coefficient on wear detection based on thermoelectric measurement. DOI: 10.25518/esaform21.2019//ESAFORM2021
27. Schrepfer A., Welm M., Tröber P. et al. Temperature measurement during blanking with enhanced speeds // Materials Research Proceedings. 2023. Vol. 25. Р. 3-10.
28. Каролик А. С., Копылов В. И., Шарандо В. И. Исследование возврата микрокристаллической меди по результатам измерения твердости, электросопротивления и термоЭДС // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 12. С. 22-28.
29. Каролик А. С., Копылов В. И., Шарандо В. И. Возврат микроструктуры меди по измерениям термоЭДС // Актуальные проблемы прочности. Материалы XLVI Международной конференции. Витебск, 2007. – С. 265-269.
30. Mucsi A., Dévényi L. Recrystallization of boron containing and boron-free low carbon steels investigated by thermoelectric power and hardness measurements // Materials Science Forum. 2015. Vol. 812. Р. 195-199.
31. Mucsi A. Thermoelectric Power Study of Nitride Precipitation and Recrystallization in Continuously-heated Low Carbon Al-killed Steels // Acta Polytechnica Hungarica. 2014. Vol. 11. № 8. Р. 87-102.
32. Чукин М. В., Копцева Н. В., Ефимова Ю. Ю. и др. Гистерезис термоЭДС в зависимости от условий нагрева и охлаждения термопар разных производителей платинородиевой проволоки // Цветные металлы. 2025. № 3. – С. 17-23.
33. Чукин М. В., Копцева Н. В., Линьков С.А. и др. Определение температур начала рекристаллизации платинородиевых термопар с использованием методов дифференциальной сканирующей калориметрии и термоЭДС / // Цветные металлы. 2025. № 3. – С. 24-31.
34. Чукин М. В., Ефимова Ю. Ю., Копцева Н. В. Определение неоднородности свойств холоднокатаной ленты по термоЭДС. Сообщение 1. Разработка методики исследования // Черные металлы. 2026. № 2. С. 60-66.
35. ГОСТ Р ИСО 6507–1–2007. Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения. – Введ. 01.08.2008.
36. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. – Введ. 01.01.1983.