ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛИТКОВ НА СТАДИИ НЕПОЛНОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Волков А.Г. (ОМТ-10м), Донецкий национальный технический университет
Руководитель – д.т.н., профессор каф. ОМД Смирнов Е.Н.

Реализация экспериментальных исследований процесса деформирования непрерывнолитых слитков на стадии неполной кристаллизации, требует правильного подбора материалов, которыми моделируют каждую из составляющих слитка, а именно: закристаллизовавшуюся составляющую (твердая часть) и осевую составляющую (жидко-твердая часть). При этом, как показала практика моделирования процессов прокатки заготовки с непрерывным температурным полем, оправданным является подход при котором достигается условие теплового подобия за счет выполнения равенства отношений напряжения течения в i-й точке сечения () к напряжению течения в точке, примыкающей к внутренней границе закристаллизовавшейся составляющей ( вн.гр.) натурной (индекс "н") полосы и физической модели (индекс "м"), т.е.:

С учетом вышеуказанного, выполнены расчеты по соотношению (1) применительно к условиям разливки блюма 335x400 мм (табл. 1).

Таблица 1 - Распределение температуры и напряжения течения в натурном непрерывнолитом блюме из стали 09Г2С

Из приведенных данных можно сделать предположение о том, что предел текучести материала, имитирующего внутреннюю жидкотвердую составляющую, должен обеспечивать выполнение соотношения . Это будет соответствовать одному из граничных значений, возникающих в реальных условиях, а именно: напряжения текучести материала осевой составляющей не будут превышать предел текучести материала на границе фронта кристаллизации , т.е. происходит процесс деформации осевой составляющей.

В противном случае, будет деформироваться внутренняя граница модели, имитирующая закристаллизовавшуюся часть блюма.

Целью работы было определение зависимости для различных моделирующих материалов, используемых в ОМД.

Для проведения эксперимента были изготовлены по три образца каждого моделирующего материала (свинец, воск, парафин, пластилин), размерами 20х20х20 мм. Испытания проводились на лабораторном прессе кафедры ОМД ДонНТУ. Для измерения силы использовалась месдоза мембранного типа с применением полупроводниковых резисторов. Для определения степени деформации (перемещения) использовалась равнопрочная балка, на которой была собрана мостовая схема из полупроводниковых кремниевых датчиков. Для регистрации данных применялся осциллограф Н145.

В результате обработки данных получена зависимость изменения предела текучести моделирующих материалов от степени деформации (рис.1).

Рисунок 1 – Зависимость предела текучести от степени деформации: 1- свинец; 2 – воск; 3 – парафин; 4 - пластилин

Анализ приведенных данных показывает, что для каждого материала наблюдается различная протяженность прямолинейного участка зависимости . Наибольшая величина характерна для свинца ( = 15%), а наименьшая – для парафина ( < 5%). С точки зрения обеспечения выполнения соотношения в модели, наиболее целесообразным видится использование воска в качестве внутреннего имитатора. Сочетание свинца и воска позволяет достигнуть в модели соотношения = 24,2% (при степени деформации = 5%), что достаточно близко к натуральным условиям.