Изменение формы зерен стали

Форма зерен в холоднодеформированной стали определяется спо­собом деформации (рис. 44). В исходном состоянии после горячей деформации форму зерен приближенно можно считать равноосной. При холодной прокатке она изменяется по мере увеличения степени деформации, причем по высоте заготовки происходит обжатие, вдоль направления прокатки — удлинение и в поперечном направлении — уширение (рис. 44, а). При рассмотрении изменения формы зерен примем систему координат: ось х — направление прокатки; ось у — направление по высоте заготовки; ось z—- направление по ширине заготовки. Допустим, что объем каждого зерна в процессе прокатки не изменяется. Зерно в ходе деформации сохраняет форму эллипсоида, размер осей которого постоянно изменяется. Эллипсоид описывается уравнением

,

где х, у, z — текущие координаты любой точки поверхности зерна; а, Ь, с —полуоси эллипсоида.

В результате математической обработки экспериментальных дан­ных установлена аналитическая зависимость формы зерна от степени деформации стали (размеров зерна в направлениях х, у, z):

где D _х,, D_у,, D_z — оси эллипсоида; А, В, С, т, п, / — параметры, зависящие от состава стали. Для доэвтектоидной стали, имеющей ферритную структуру, характерны следующие параметры: А = 7,47; В = 5,80; С = (5—17); т = 0,0123; п = 0,0182; l = 0,0059. Форму­лы дают возможность в любой момент прокатки по известной степени деформации определить размер зерна, а изменение его формы в процессе деформации описывается уравнением

.

При волочении зерна приобретают не эллипсоидную, как при про­катке, а волнообразную форму, которая получается вследствие уд­линения зерна в направлении волочения и одновременного изгиба по типу вращения вокруг оси проволоки (рис. 44, б)

Рисунок 44 – Форма зерен стали при прокатке (а) и волочении (б).