Александр Моисеевич Песин – д.т.н., профессор, гл. науч. сотрудник лаборатории «Механика градиентных материалов» им. А.П. Жиляева
455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Aleksandr M. Pesin – Dr. Sci. (Eng.), Prof., Chief Researcher of the Laboratory of Mechanics of Gradient Nanomaterials n.a. A.P. Zhilyaev
38 Lenin Prosp., Magnitogorsk, Chelyabinsk Region 455000
Анна Евгеньевна Могильных – к.т.н., ст. науч. сотрудник лаборатории «Механика градиентных наноматериалов» им. А.П. Жиляева
455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Anna E. Mogilnykh – Cand. Sci. (Eng.), Senior Research Scientist, Laboratory of Mechanics of Gradient Nanomaterials n.a. A.P. Zhilyaev
38 Lenin Prosp., Magnitogorsk, Chelyabinsk Region 455000
Олеся Дмитриевна Бирюкова – к.т.н., ст. науч. сотрудник лаборатории «Механика градиентных наноматериалов» им. А.П. Жиляева
455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Olesya D. Biryukova – Cand. Sci. (Eng.), Senior Research Scientist, Laboratory of Mechanics of Gradient Nanomaterials n.a. A.P. Zhilyaev
38 Lenin Prosp., Magnitogorsk, Chelyabinsk Region 455000
Денис Олегович Пустовойтов – к.т.н., доцент, вед. науч. сотрудник лаборатории «Механика градиентных материалов» им. А.П. Жиляева
455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр-т Ленина, 38
Denis O. Pustovoitov – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Leading Researcher, Laboratory of Mechanics of Gradient Nanomaterials n.a. A.P. Zhilyaev
38 Lenin Prosp., Magnitogorsk, Chelyabinsk Region 455000
Большинство способов интенсивной пластической деформации (ИПД) не имеют перспективы широкого промышленного применения в отличие от такого процесса, как асимметричная прокатка, которая при определенных условиях может сопровождаться эффектом ИПД. Она предназначена для получения длинномерных изделий необходимой формы с требуемым качеством поверхности. Более того, асимметричная прокатка зарекомендовала себя как способ повышения технологической пластичности, благодаря которому снижается количество дефектов алюминиевого металлопроката. Для подтверждения вышеописанного эффекта проводились исследования асимметричной деформации алюминиевых сплавов Д16, АМг6 и АД33. Симметричная и асимметричная прокатки осуществлялись на уникальной научной установке – лабораторно-промышленном стане асимметричной прокатки 400 лаборатории механики градиентных наноматериалов им. А.П. Жиляева МГТУ им. Г.И. Носова. В работе показано, что для всех рассматриваемых сплавов характерно повышение комплекса механических и технологических свойств при изменении коэффициента асимметрии от 1 до 5. Также при полученном уровне технологической пластичности во время асимметричной прокатки возможно рекомендовать корректировки стандартного способа обработки рассматриваемых сплавов путем сокращения технологических циклов «прокатка–отжиг». Кроме того, это приведет к снижению расходных коэффициентов и, следовательно, к увеличению производительности. Одновременное повышение механических свойств (как прочностных, так и пластических) наблюдалось при переходе от симметричного режима к асимметричному. Также возможно управлять уровнем свойств, повышая или снижая установленное значение отношения скоростей рабочих валков. На примере сплава Д16 показано, что при V1/V2 = 4 прочность увеличивается на 13 %, при V1/V2 = 5 – на 11 % по сравнению с полученной при стандартном режиме. Удлинение возрастает значительно: в 2 раза по сравнению с исходным состоянием, в 34 раза – при V1/V2 = 4, в 41 раз – при V1/V2 = 5 по сравнению с полученными значениями по стандартной схеме.
Most severe plastic deformation (SPD) methods have little prospect for wide industrial application, unlike asymmetric rolling, which under certain conditions may be accompanied by an SPD effect. This process is suitable for producing long products of the required shape with the desired surface quality. Moreover, asymmetric rolling has proven effective as a means of increasing technological ductility, thereby reducing the number of defects in aluminum rolled products. To confirm this effect, studies were carried out on the asymmetric deformation of D16, AMg6, and AD33 aluminum alloys. Symmetric and asymmetric rolling were performed using a unique scientific installation, namely the laboratory-scale industrial 400 asymmetric rolling mill at the Zhilyaev Laboratory of Mechanics of Gradient Nanomaterials, Nosov Magnitogorsk State Technical University. It is shown that all the alloys studied exhibit an improved combination of mechanical and technological properties when the asymmetry factor is increased from 1 to 5. In particular, the achieved level of technological ductility during asymmetric rolling makes it possible to recommend adjustments to the standard processing route for these alloys by reducing the number of rolling–annealing cycles. In addition, this can reduce material consumption factors and consequently increase productivity. A simultaneous improvement in both strength and ductility was observed when switching from symmetric to asymmetric rolling. The property level can also be controlled by increasing or decreasing the set roll speed ratio. Using D16 alloy as an example, it was shown that strength increases by 13 % at V1/V2 = 4 and by 11 % at V1/V2 = 5 compared with the standard processing route. Elongation increases markedly: by a factor of 2 relative to the initial state, by a factor of 34 at V1/V2 = 4, and by a factor of 41 at V1/V2 = 5 compared with the values obtained using the standard route.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.