Неравномерность деформации по толщине полосы. Виды дефектов

Этот вид неравномерно деформации проявляется как неодинаковое обжатие отдельных горизонтальных слоев полосы. Одной из причин может быть различие сопротивления деформации отдельных слоев прокатываемого участка.

Рисунок 43 – Прокатка двухслойной полосы.

Неравномерная деформация по толщине полосы приводит к появлению в металла дополнительных напряжений. В слоях полосы, получивших большее обжатие, возникают дополнительные напряжения сжатия, а в слоях, получивших меньшее обжатие – напряжения растяжения. Дополнительные напряжения могут привести к образованию дефектов.

Наиболее частым дефектом прокатки бимметалличесекой проволоки, имеющей стальной сердечник и медную оболочку, является разрыв стального сердечника.

Рисунок 44 – Образование трещин при прокатке стальной полосы в медной оболочке: а – стальной сердечник; б – медная оболочка;

В данном случае стальной сердечник, имея большее сопротивление деформации, меньше деформируется по сравнению с медной оболочкой. В результате в нем возникают дополнительные напряжения растяжения. Если эти напряжения превысят предел прочности сердечника, то в нем возникают трещины и разрывы.

Другим примером аналогичной неравномерности деформации по толщине может служить прокатка непрогретой заготовки или слитка. При прокатке такого металла в средней части возникают внутренние напряжения растяжения и как следствие их внутренние трещины.

Неравномерность деформации по толщине может быть связана со своеобразным распределением деформирующих напряжений. Если сжимающие силы, действующие со стороны валков на полосу в очаге деформации, представить в виде силовых линий, то эти линии будут искривлены, и плотность их будет уменьшаться от контактной поверхности к середине полосы.

Рисунок 45 - форма боковой кромки при прокатке полос разной толщины:

а – при ; б – при ; в – при .

Рассмотрим прокатку высокой полосы, когда обжатие и длина контактной поверхности малы. На контактной поверхности, где сосредоточено действие сил, деформация затруднена. Неблагоприятны условия для деформации и в средних слоях, где малы напряжения сжатия, поэтому в первую очередь вступают слои, удаленные от контактной поверхности. Деформирующие слои воздействуют на приконтактные области очага деформации, вызывая продольные и поперечные напряжения растяжения. Описанный характер деформации приводит к образованию двух выпуклостей на боковой поверхности полосы.

При уменьшении высоты прокатываемой полосы средняя область затрудненной деформации исчезнет, верхняя и нижняя выпуклости боковой кромки сольются, и получится равная боковая кромка. Согласно исследованиям П.А. Александрова, границы перехода деформации поверхностей в сквозную, обеспечивающую деформацию металла по всей его толщине, является величина обжатия, равная .

При прокатке с боковые кромки полосы получаются выпуклыми. Это связанно с действием сил трения, препятствующих деформации по ширине.