Вятский государственный университет, Киров, Россия:

М. З. Певзнер, профессор кафедры технологий обработки металлов, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: mikhailpevzner@yandex.ru
Д. Г. Сергеев, исполняющий обязанности зав. кафедрой технологий машиностроения, канд. техн. наук, доцент

Исследовано влияние толщины h, степени деформации при последней холодной прокатке ε и режима окончательного нормированного отжига v латунной ленты на механические свойства. Рассмотренысоотношения временного сопротивления σ_в, относительного удлинения и твердости HV в контексте соответствия их регламентируемым значениям. Ленту из латуни Л68 получали полунепрерывной отливкой, горячей прокаткой до толщины 6 мм и холодной прокаткой до h = ~(0,56–0,96) мм с промежуточным отжигом при H = 1,5–2,7 мм, обеспечивая ε в пределах от 62 до 72%. Линии промежуточного и окончательного непрерывного отжига снабжены трехфазными (соединение фаз — треугольник) индукторами непрерывного нагрева в поперечном магнитном поле (от англ. Transverse Flux Induction Heating TFIH). Установлен режим промежуточного отжига, обеспечивающий величину зерна 40–80 мкм. При окончательном отжиге варьировали скорость движения полос v = 30–46 м/мин. Определяли стохастические зависимости свойств от v, h, ε и режимы отжига, необходимые для получения каждого свойства. Рассматривали фактические соотношения HV(σ_в), δ(σ_в) в регламентируемых интервалах в сравнении со свойствами ленты, получаемой деформацией. Установлено, что технология холодной прокатки, наряду с режимом термообработки (ТО), влияет на свойства отожженной ленты и, наоборот, на режим ТО, необходимый для получения требуемой характеристики свойств. При одинаковой твердости предел прочности σ_в отожженной в индукторе латунной ленты принимает большие значения в сравнении с σ_в ленты, полученной нормированной окончательной деформацией. Вследствие этого линейная связь σ_в = f(HV) проката, полученного нормированным окончательным отжигом, смещена относительно оптимального расположения такой связи в пределах регламентирующих ограничений, принятых в период производства проката исключительно способом окончательной деформации. В результате диапазоны режимов окончательного отжига, необходимые для получения отдельных свойств в регламентируемых интервалах их значений, не совпадают между собой, и задача одновременного попадания свойств в эти пределы усложняется. Для предотвращения брака предложено использовать методы online-контроля и управления отжигом, а при настройке процесса устанавливать начальный режим, основываясь на полученных по априорным данным зависимостях режима от требуемых свойств.

1. Толстобров А. К., Шаталов Р. Л., Буднева Т. В., Агафонов А. А. Исследование влияния температуры отжига на механические свойства тонких лент из сплава МНЦ12-24 при обработке на непрерывном агрегате // Цветные металлы. 2021. № 6. С. 80–83. DOI: 10.17580/tsm.2021.06.12.
2. Feng Li, Jinqiang Ning, Steven Y. Liang. Analytical modeling of the temperature using uniform moving heat source in planar induction heating process // Applied Sciences. 2019. No. 9. Р. 1445.
3. Wiser I. F., Mannens R., Feuerhack A., Trauth D., Bergs T. An analytical approach for the determination of the temperature distribution in the cross section of a sheet metal caused by inductive heating // Procedia Manufacturing. 2019. Vol. 29. P. 353–360.
4. Kangda Hao, Ming Gao, Chen Zhang, Run Wu, Xiaoyan Zeng. Achieving continuous cold rolling of martensitic stainless steel via online induction heat treatment // Мaterials science and engineering: А. 2019. Vol. 739. Р. 415–426.
5. Xiao Hong, Xu Pengpeng, Ql Zichen, Wu Zonghe, Zhao Yunpeng. Preparation of steel/aluminum laminated composites by differential temperature rolling with induction heating // Acta Metallurgica Sinica. 2020. Vol. 56, Iss. 2. Р. 231–239.
6. Lupi S., Forzan M., Aliferov A. Induction and direct resistance heating: theory and numerical modeling. — Switzerland : Springer, 2015. — 370 p.
7. Певзнер М. З., Широков Н. М., Хаютин С. Г. Непрерывная индукционная термообработка лент и полос. — М. : Металлургия, 1994. — 128 c.
8. ГОСТ 2208–2004. Фольга, ленты, полосы, листы и плиты латунные. — Введ. 08.07.2008. — М. : Издательство стандартов, 2007.
9. Pevzner M. Z. Advancing the process of production of brass strips using continuous induction heat treatment in transverse magnetic field // Metal Science and Heat Treatment. 2012. Vol. 54, No. 3–4. P. 178–183.
10. Goins P. E., Murdoch H. A., Hernandez-Rivera E., Tschopp М. А. Effect of magnetic fields on microstructure evolution // Сomputational materials science. 2018. Vol. 150. Р. 464–474.
11. Wu Y., Wang Q., Zhao X. Effect of high magnetic field on recrystallization behavior of cold rolled H70 brass // 14^th National Conference on Theory of Magnetism. 2017. Vol. 827. Р. 1–4.
12. Banis A., Duran E. H., Bliznuk V., Bliznuk V., Sabirov I. et al. The effect of ultrafast heating on the microstructure, grain size and texture evolution of a commercial low-C, medium-Mn DP Steel // Metals. 2019. Vol. 9, No. 8. Р. 877.
13. Molodov D. A. Grain boundary dynamics under an applied stress // Materials Science Forum. 2013. Vol. 753. Р. 101–106.
14. Ying-Jun Gao, Qian-Qian Deng, Zhe-yuan Liu, Zong-Ji Huang, Yi-Xuan Li et al. Modes of grain growth and mechanism of dislocation reaction under applied biaxial strain: atomistic and continuum modeling // Journal of Materials Science and Technology. 2020. Vol. 49. Р. 236–250.
15. Yan C., Wang Y., Liu C., Wu S. Influence of transverse flux induction heating excitation parameters on steel strip temperature and heater optimization // Heat Treatment of Metals. 2021. Vol. 46, Iss. 5. Р. 87–94.
16. Wu J. C., Wang S. P., Wang Y. H., Liu C. Sensitivity Analysis of Design Parameters in Transverse Flux Induction Heating Device // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2020. Vol. 30, Iss. 4. Р. 8998171.
17. Schulze M., Nikanorov A., Nacke B. Hierarchical shape optimization of one-sided transverse flux heating induction coil // The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering. 2020. Vol. 39, No. 1. Р. 73–80.
18. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика: для инженеров и научных работников. — М. : Физматлит, 2006. — 816 с.
19. Певзнер М. З., Сергеев Д. Г. Энергопотребление, контроль свойств и управление процессом непрерывного отжига медного и латунного проката в поперечном магнитном поле // Металловедение и термическая обработка металлов. 2021. № 9. С. 51–57.
20. Guowei Wang, Lan Huang, Xin Zhan, Liming Tan, Zijun Qin, et al. Strength-hardness correlations of thermal-exposed oxide dispersion strengthened nickel-based superalloy with different grain size distributions // Materials Characterization. 2021. Vol. 178. Р. 111178.

21. Кожин В. Д., Певзнер М. З. Проблема освоения современных процессов термообработки // Цветные металлы. 1992. № 12. С. 50–3.
22. Певзнер М. З., Вылегжанин А. Ю. Об управлении непрерывным индукционным отжигом латунного проката до полутвердого состояния и регламентации его свойств // Производство проката. 2016. № 11. С. 10–19.