Липецкий государственный технический университет, Липецк, Россия

К. С. Горбунов, ассистент кафедры обработки металлов давлением, канд. техн. наук, эл. почта: beluivolk96@mail.ru
А. Г. Левыкина, доцент кафедры обработки металлов давлением, канд. техн. наук, эл. почта: levikina48@yandex.ru

Магнитогорский государственный технический университет имени Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия
Л. В. Носов, инженер НИС НИЛ «МГНМ им. А.П. Жиляева», эл. почта: nosov.leopold@yandex.ru
И. П. Мазур, главный научный сотрудник НИС НИЛ «МГНМ им. А.П. Жиляева», докт. техн. наук, эл. почта: mazur_ip@mail.ru

Процессы деформационного нагрева в условиях ассиметричной прокатки имеют основное значение в вопросах формирования конечных свойств проката и оптимизации процессов производства. Выполнены компьютерное и лабораторное исследования деформационного разогрева металла при асимметричной прокатке. Проведен анализ основных факторов, влияющих на температуру материала. С использованием компьютерного моделирования методом конечных элементов выполнено сравнение интенсивности деформации и теплового состояния металла в очаге деформации при симметричном и ассиметричном режимах прокатки. Показано влияние рассогласования окружных скоростей верхнего и нижнего рабочих валков на изменение температуры металла. С целью верификации полученных теоретических результатов проведены экспериментальные исследования прокатки на реверсивном прокатном стане ДУО 180 при значениях геометрической асимметрии 1,5–3,0. Экспериментально подтвержден дополнительный разогрев металла на 10–13 ºС в очаге деформаций. Выполнен анализ новых технологических решений по использованию дополнительного деформационного разогрева и градиентного распределения деформации по толщине металла в очаге деформации при применении ассиметричной деформации в традиционных технологиях производства листового проката.

1. Песин А. М., Пустовойтов Д. О., Бирюкова О. Д., Кожемякина А. Е. Асимметричная прокатка листов и лент: история и перспективы развития // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2020. Т. 20. № 3. С. 81–96.
2. Целиков А. И., Никитин Г. С., Рокотян С. В. Теория прокатки. – М. : Металлургия, 1980. – 319 с.
3. Королев А. А. О холодной прокатке с рассогласованием скоростей валков // Сталь. 1973. № 10. С. 906–910.
4. Пименов А. Ф., Скороходов В. Н., Трайно А. И. и др. Асимметричные процессы прокатки – анализ, способы и перспективы применения // Сталь. 1982. № 3. С. 53–56.
5. Выдрин В. Н. Сдвоенная прокатка-волочение – новый технологический процесс прокатки // Известия вузов. Черная металлургия. 1974. № 11. С. 64–66.
6. Выдрин В. Н., Крайнов В. И. Исследование непрерывной прокатки в станах с одним приводным валком // Теория и технология прокатки : сб. науч. тр. – Свердловск, 1967. – Вып. 162. – С. 31–38.
7. Потапкин В. Ф., Федоринов В. А., Сатонин А. В. Исследование напряженно-деформированного состояния металла при прокатке-волочении // Известия вузов. Черная металлургия. 1983. № 11. С. 75–80.
8. Потапкин В. Ф., Сатонин А. В., Доброносов Ю. К. Особенности деформации металла при асимметричной прокатке тонких полос // Известия АН СССР. Серия «Металлы». 1987. № 4. С. 62–66.
9. Кавалек А. А., Дыя Х. И., Бахаев К. В., Горбунов К. С. Влияние коэффициента скоростной асимметрии на энергосиловые параметры и изгиб полосы // Черные металлы. 2021. № 10. С. 31–34.
10. Горбунов К. С., Носов Л. В., Мазур И. П. Исследование влияния асимметрии на энергосиловые параметры при холодной прокатке // Черные металлы. 2024. № 7. С. 52–55.
11. Полухин В. П., Скороходов В. Н. Расчет параметров несимметричного процесса прокатки тонких полос. Сообщение 1 // Известия вузов. Черная металлургия. 1977. № 1. С. 169–170.
12. Kurahashi R., Hakomori K., Chikushi I., Morimoto T., Yanagimoto J., Takaoka S. Development of industrial production of ultrafine grained steel in tandem hot strip mill // Metallurgical Research & Technology. 2005. Vol. 102, Iss. 4. Р. 271–283. DOI: 10.1051/metal:2005125
13. Орлов Г. А., Орлов А. Г. Учет деформационного разогрева при холодной прокатке труб // Известия вузов. Черная металлургия. 2014. Т. 57. № 9. С. 64–66.
14. Гамин Ю. В., Галкин С. П., Нгуен С. З., Акопян Т. К. Анализ температурно-деформационных условий прокатки алюминиевого сплава Аl – Mg – Sc на основе моделирования методом конечных элементов // Известия вузов. Цветная металлургия. 2022. Т. 28. № 3. С. 57–67.
15. Гамин Ю. В., Коротицкий А. В., Кин Т. Ю., Галкин С. П., Костин С. А., Тихомиров Е. О. Разработка температурноскоростных режимов горячей деформации сплава CO-28CR-6MO на основе карт пластичности // Известия вузов. Черная металлургия. 2022. Т. 65. № 11. С. 786–797.
16. Дубинский Ф. С., Выдрин А. В., Соседкова М. А., Мальцев П. А. Моделирование температурных полей при прокатке сортовых профилей // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2006. Вып. 7. № 10. С. 82–85.
17. ГОСТ 2.601-2013. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. – Введ. 01.06.2014.
18. ГОСТ 2.105-2019. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. – Введ. 01.02.2020.
19. Яловой Н. И., Тылкин М. А., Полухин П. И., Васильев Д. И. Тепловые процессы при обработке металлов давлением. – М. : Высшая школа, 1973. – 631 с.
20. Homberg D., Krumbiegel K., Togobytska N. Optimal control of multiphase steel production // Journal of Mathematics in Industry. 2019. Vol. 9, Iss. 6. 32.
21. Левыкина А. Г., Горбунов К. С., Позднякова А. И., Соловьев В. Н. Исследование теплового состояния металла с использованием методов физического и математического моделирования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т. 19, № 3. С. 102–108. DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-3-102-108
22. Левыкина А. Г. Совершенствование технологии горячей прокатки на основе анализа теплового состояния металла методами физического и компьютерного моделирования: дис. … канд. техн. наук. – Липецк : ЛГТУ, 2022. – 132 с.
23. Ненахов В. А. Повышение эффективности производства горячекатаных полос за счет оптимизации производственной программы прокатки: дис. … канд. техн. наук. – Липецк : ЛГТУ, 2007. – 194 с.
24. Песин А. М., Пустовойтов Д. О., Швеева Т. В., Стеблянко В. Л., Федосеев С. А. Моделирование немонотонности течения металла при асимметричной тонколистовой прокатке с рассогласованием скоростей валков // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2017. Т. 15. № 1. С. 56–63.
25. Горбунов К. С., Щеренкова И. С., Орехова Ю. Н., Мазур И. П. Исследование структуры низкоуглеродистой стали после физического моделирования асимметричного процесса при горячей прокатке // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2023. Т. 21, № 2. С. 54–66. DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-2-54-66
26. Пустовойтов Д. О. Исследование формирования мелкозернистой структуры при асимметричной горячей прокатке низкоуглеродистых сталей // Черные металлы. 2025. № 1. С. 49–56.
27. Песин А. М., Пустовойтов Д. О., Сверчков А. И., Корнилов Г. П. Экспериментальное опробование технологии асимметричной холодной прокатки ленты из высокоуглеродистых марок сталей для исключения операций промежуточного отжига // Черные металлы. 2022. № 11. С. 28–35.
28. Песин А. М., Пустовойтов Д. О., Бирюкова О. Д. и др. Разработка рациональных технологических режимов обработки листовых слоистых алюминиевых композитов 5083/1070 и 5083/2024 // Теория и технология металлургического производства. 2022. № 4(43). С. 43–48.
29. Никитина М. А., Песин А. М., Носов Л. В., Пустовойтов Д. О. Влияние асимметричной прокатки на алюминиевые сплавы 5ххх серии со скандием // Цветные металлы. 2025. № 1. С. 54–59.