Simulation of Structure Formation in Shaped Rolled Steel in the Process of Its Heat Treatment


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

We present the results of development of the technology of thermal hardening and thermal straightening of shaped rolled St3 steel (structural angles) based on the mathematical and physical simulation of the process of heat transfer with accelerated water cooling of the metal. For this purpose, we used the DEFORM 3D + HEAT TREATMENT software environment of the finite-element method and carried out laboratory experiments in three furnaces for different temperatures and holding times varying within broad ranges in order to simulate the modes of accelerated water cooling of shaped rolled products. The characteristics of mathematical simulation of the technology of thermal treatment of equal-section rolled structural angles 63 × 63 × 4 mm in size made of St3sp steel are presented with an aim to evaluate the structure and mechanical properties of the rolled metal. It is confirmed that the diffusion phase transformation is accompanied by the heat release (the so-called phenomenon of recalescence). We also present the temperature distributions over the sections and areas of the rolled steel showing that the less massive areas of the profile (edges of the structural angles) are cooled much more intensely than the massive sections (the top of the profile angle). However, the areas accumulating more heat transfer their heat to less massive and hardened areas. As a result, we observe the self-tempering of the martensitic areas accompanied by the formation of tempering pearlitic structure quite efficient for the purposes of operation. The laboratory investigations were carried out on three shaped profiles (equal-leg structural angles 40 × 40 × 4 and 75 × 75 × 8 mm in sizes and channel No. 5). The efficiency of thermal treatment was proved for shaped profiles made of unalloyed ordinary St3sp steel hardened within the range of tempering temperatures 200–650°C, with attainment of the hardening coefficient within the range 1.4–2.6 (according to the temporal rupture resistance). This guarantees the possibility of the production of angled rolled products of elevated strength classes within the range 440–1130 MPa instead of the original hot-rolled strength class of 320 MPa (by the yield strength). The obtained results of modeling of the technology of thermal treatment of structural angles made of St3sp steel can be extended (after the required experiments) to other types of steel (e.g., 09G2, 09G2S, 10KhSND, etc.) with the exception of expensive microalloying with vanadium, niobium, titanium, and other elements.

Об авторах

A. Sychkov

Nosov Magnitogorsk State Technical University

Автор, ответственный за переписку.
Email: absychkov@mail.ru
Россия, Magnitogorsk, Chelyabinsk Region

A. Moller

Nosov Magnitogorsk State Technical University

Email: absychkov@mail.ru
Россия, Magnitogorsk, Chelyabinsk Region

D. Nazarov

Nosov Magnitogorsk State Technical University

Email: absychkov@mail.ru
Россия, Magnitogorsk, Chelyabinsk Region

G. Kamalova

Nosov Magnitogorsk State Technical University

Email: absychkov@mail.ru
Россия, Magnitogorsk, Chelyabinsk Region

S. Malashkin

Nosov Magnitogorsk State Technical University

Email: absychkov@mail.ru
Россия, Magnitogorsk, Chelyabinsk Region

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature, 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».