Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия

А. Г. Зинягин, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: ziniagin_ag@bmstu.ru
А. В. Мунтин, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: muntin_av@bmstu.ru
А. П. Степанов, аспирант, эл. почта: andreywester24@gmail.com
Н. Р. Борисенко, аспирант, эл. почта: borisenko_nr@bmstu.ru

Биметаллический прокат с основным слоем из углеродистой или низколегированной стали и плакирующим слоем из коррозионностойкой стали обеспечивает требования эксплуатационной надежности и позволяет использовать его вместо коррозионностойких сталей и цветных металлов или с целью продления срока службы черных металлов в различных объектах инфраструктуры. Однако производство плакированного проката сопровождается необходимостью учитывать различные особенности процесса ввиду несимметричных условий в очаге деформации. Причина несимметричности заключается в различном соотношении толщин слоев, сопротивлении деформации слоев, различными коэффициентами трения и др. Разработана математическая модель процесса прокатки на лабораторном стане, проведена адаптация модели на основе опытных данных, определено влияние режимов прокатки и параметров плакированной заготовки на особенности ее формоизменения. Для достижения поставленной цели определяли реологические свойства сталей основного и плакирующего слоев в широком диапазоне деформаций, скорости деформации и температуры на установке Gleeble, создали конечно-элементную модель процесса прокатки плакированных образцов. Выполнены лабораторные прокатки образцов при различных параметрах деформации, проведены адаптация модели и сравнение результатов моделирования с показателями лабораторных испытаний. Выполнен анализ зависимостей, полученных при помощи модели. Показано, что при увеличении обжатия более чем на 20 % происходит снижение неравномерности деформации слоев ввиду большего проникновения сжимающих напряжений по толщине проката. Для анализа неравномерности деформации предложен коэффициент относительной деформации, который находится в интервале 1,00–1,08 для рассмотренных комбинаций материалов.

1. Parvizi A., Afrouz F. Slab analysis of asymmetrical clad sheet bonded before rolling process // Int. J. Adv. Manuf. Tech. 2016. Vol. 87. P. 137–150.
2. Qwamizadeh M., Kadkhodaei M., Salimi M. Slab analysis of asymmetrical rolling of bonded two-layer sheets // ISIJ Int. 2013. Vol. 53. P. 265–273.
3. Nie N., Su L., Deng G., Li H. et al. A review on plastic deformation induced surface/interface roughening of sheet metallic materials // J. Mater. Res. Tech. 2021. Vol. 15. P. 6574–6607.
4. Pesin A., Pustovoytov D. Interface shear strain of 1050/6061 laminated composite processed by asymmetric accumulative roll bonding // Proceedings of the 22nd International Esaform Conference on Material Forming: Esaform, Vitoria, Spain, 8–10 May 2019. Vol. 2113. 040013.
5. Sun L., Ding J., Zhang J., Li H. et al. Numerical simulation and deformation behavior of a Ti/Steel clad plate during the rolling process // Metals. 2023. Vol. 13. 218. DOI: 10.3390/met13020218
6. Лариков Л. Н. Тепловые свойства металлов и сплавов : справочник. — Киев : Наукова думка, 1985. — 440 с.
7. Da-Wei Zhang, Fang-Fang Xu, Zai-Chi Yu, Kun-Yin Lu et al. Coulomb, Tresca and Coulomb-Tresca friction models used in analytical analysis for rolling process of external spline // Journal of Materials Processing Technology. 2021. Vol. 292. 117059. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2021.117059
8. Murillo-Marrodán A., Garcia E., Cortés F. Friction modelling of a hot rolling process by means of the finite element method // Proceedings of the World Congress on Engineering. 2017. Vol. II WCE. 2017. July 5–7, 2017, London, U.K.

9. Galantucci L., Tricarico L. Thermo-mechanical simulation of a rolling process with an FEM approach // Journal of Materials Processing Technology. 1999. Vol. 92. P. 494–501. DOI: 10.1016/S0924-0136(99)00242-3
10. Montemayor-de la Garza Karina, Patricia del Carmen Zambrano-Robledo, Zapata-Hernandez O. J., Leduc-Lezama L. A. Finite element modeling of hot rolling of 1075 carbon steel process with variable cross section // Materials. 2023. Vol. 16, Iss. 1. 2. DOI: 10.3390/ma16010002
11. Шаталов Р. Л. Проектирование параметров процессов листовой прокатки. — М. : Московский Политех, 2018. — 184 с.
12. Maksimov E. A., Shatalov R. L. Asymmetric deformation of metal and front flexure of thick sheet in rolling. Part 1 // Steel in Translation. 2012. Vol. 42, Iss. 5. P. 442–446.
13. Maksimov E. A., Shatalov R. L. Asymmetric deformation of metal and front flexure of thick sheet in rolling. Part 2 // Steel in Translation. 2012. Vol. 42, Iss. 6. P. 521–525.
14. Shatalov R. L., Maksimov E. A. Analysis of asymmetric rolling efficiency for improving rolled strip accuracy // Metallurgist. 2016. Vol. 60, Iss. 7-8. P. 730–735.
15. Колесников А. Г., Мунтин А. В., Зинягин А. Г., Рингинен Д. А. Распределение деформации по толщине сляба при прокатке на толстолистовом стане // Заготовительные производства в машиностроении. 2013. № 11. С. 32–36.
16. Kolesnikov A. G., Zinyagin A. G., Muntin A. V., Dunaev V. V. Study of joint hot deformation of nickel alloy and low carbon microalloyed steel in manufacture of heavy plate clad rolled products // CIS Iron and Steel Review. 2022. Vol. 24. P. 41–48.