Вплив складу та структури на властивості масивних виробів

Abstract

UK: . Складність технології виробництва масивних металевих виробів, до яких належать чавунні прокатні валки, не дозволяє наперед точно прогнозувати їх механічні властивості. Тому більшість існуючих моделей прогнозування механічних властивостей прокатних валків засновані на статистичних даних експериментів та експертних оцінках. Запропоновано створити модель прогнозу механічних властивостей сортопрокатних валків шляхом оцінки їх хімічного складу та структури. Матеріали та методика. Як матеріал для дослідження обрано валковий чавун марки СПХН-49 та СПХН-45. Металографічний аналіз структури валків проводився згідно з Державним стандартом 3443. Встановлено, що вміст карбідів перебував у межах 8…14 %, пластинчастого графіту 0,5…1,3 %. Довжина включень пластинчастого графіту відповідала балам ПГд45…ПГд180. Результати експерименту. Отримано моделі прогнозу механічних властивостей чавунних валків СПХН-49 та СПХН-45 залежно від їх хімічного складу та структури. Максимальна похибка у прогнозі В валків на основі аналізу елементів хімічного складу становить 2,40 %; згин 5,85 %; KC – 5,81 % та HSD – 3,19 %. В оцінюванні механічних властивостей валків на основі аналізу елементів їх структури максимальні похибки прогнозу становили для В 4,83 %; згин 4,58 %; KC – 5,74 % та HSD – 2,81 %. Коефіцієнти парної кореляції R2 отриманих моделей зафіксовані в межах 0,55…0,94, що свідчить про можливості застосування отриманих моделей як експрес-методики для оперативного визначення механічних властивостей валків СПХН-49 та СПХН-45 у робочій області параметрів. Побудовано гістограми впливу досліджуваних параметрів на механічні властивості. Висновки. В результаті дослідження робочої області параметрів хімічного складу та структури валків СПХН-49 та СПХН-45 отримано моделі прогнозу їх властивостей. Аналіз літературних джерел дозволив застосувати експертні оцінки для ранжування обраних параметрів.

RU: Сложность технологии производства массивных металлических изделий, к которым относятся чугунные прокатные валки, не позволяет заранее точно прогнозировать их механические свойства. Поэтому большинство существующих моделей прогнозирования механических свойств прокатных валков основаны на статистических данных экспериментов и экспертных оценках. Предлагается создать модель прогноза механических свойств сортопрокатных валков путем оценки их химического состава и структуры. Материалы и методика. В качестве материала для исследования выбран валковый чугун марки СПХН-49 и СПХН-45. Металлографический анализ структуры валков проводился согласно с Государственным стандартом 3443. Установлено, что содержание карбидов находилось в пределах 8...14 %, пластинчатого графита 0,5...1,3 %. Длина включений пластинчатого графита соответствовала баллам ПГд45...ПГд180. Результаты эксперимента. Получены модели прогноза механических свойств чугунных валков СПХН-49 и СПХН-45 в зависимости от их химического состава и структуры. Максимальная погрешность при прогнозе В валков на основе анализа элементов химического состава составляет 2,40 %; изг 5,85 %; KC – 5,81 % и HSD – 3,19 %. При оценке механических свойств валков на основе анализа элементов их структуры максимальные погрешности прогноза составляли для В 4,83 %; изг 4,58 %; KC – 5,74 % и HSD – 2,81 %. Коэффициенты парной корреляции R2 полученных моделей зафиксированы в пределах 0,55...0,94, что свидетельствует о возможности применения полученных моделей в качестве экспресс-методики для оперативного определения механических свойств валков СПХН-49 и СПХН-45 в рабочей области параметров. Построены гистограммы влияния исследуемых параметров на механические свойства. Выводы. В результате исследования рабочей области параметров химического состава и структуры валков СПХН-49 и СПХН-45 получены модели прогноза их свойств. Анализ литературных источников позволил применить экспертные оценки для ранжирования выбранных параметров.

EN: The complexity of production technology of massive metal products, which include cast iron rolls, does not allow predicting accurately their mechanical properties in advance. Therefore, most existing models for predicting the mechanical properties of rolling rolls are based on experiment statistics and expert estimates. It is proposed to create a model for forecasting the mechanical properties of rolling mills by evaluating their chemical composition and structure. Materials and methodology. Roller cast iron of the СПХН-49 and СПХН-45 brand was selected as the study material. Metallographic analysis of the rolls structure was carried out in accordance with the State Standard 3443. It was found that the carbide content was in the range of 8… 14 %, plate graphite 0,5… 1,3 %. The length of inclusions of graphite corresponded to a score of ПГД45…ПГД180. The results of the experiment. Prediction models of mechanical properties of cast iron rolls СПХН-49 and СПХН-45 depending on their chemical composition and structure were obtained. The maximum error in the prediction of В rolls based on the analysis of chemical composition elements is 2,40 %; изг 5,85 %; KC – 5,81 % and HSD – 3,19 %. When estimating the mechanical properties of the rolls, based on the analysis of the elements of their structure, the maximum prediction errors were 4,83 % for В 4,83 %; изг 4,58 %; KC – 5,74 % and HSD – 2,81 %. The pair correlation coefficients R2 of the obtained models are fixed within 0,55...0,94, which indicates the possibility of using the obtained models as an express method for the rapid determination of the mechanical properties of rolls СПХН-49 and СПХН-45 in the working range of parameters. Histograms of the influence of the studied parameters on the mechanical properties are constructed. Conclusions. As a result of the study of operating range parameters of the chemical composition and structure of the rolls СПХН-49 and СПХН-45, the forecast models of their properties are obtained. The analysis of the literature has allowed the use of expert estimates to rank the selected parameters.