Исследование поврежденности проволоки в процессе волочения в зависимости от расположения неметаллических включений

Abstract

Представлено исследование напряженно-деформированного состояния и вероятности разрушения заготовки в процессе волочения на основании представления структуры катанки как неоднородной среды. Исследование выполнено на примере неоднородности структуры в виде неметаллических включений в процессе волочения стальной проволоки. Приведены результаты металлографических исследований горячекатаной катанки и анализа типа неметаллических включений на растровом электронном микроскопе. Определена кривая пластичности высокоуглеродистой катанки из стали марки 80 и выполнено конечно-элементное моделирование в программе SIMULIA Abaqus процесса волочения стальной проволоки с различным расположением неметаллических включений по сечению заготовки. Исследование влияния структурной неоднородности на напряженно-деформированное состояние заготовки в процессе волочения с использованием средств конечно-элементного моделирования позволило определить максимальную суммарную деформацию стальной проволоки в зависимости от расположения неметаллических включений. Представлены результаты конечно-элементного моделирования процесса волочения стальной проволоки из стали марки 80 по действующему на промышленном предприятии маршруту. The aim of the study is to investigate the stress-strain state and probability of the workpiece damage in the process of drawing, considering the structure of rolled wire as a heterogeneous medium. The study deals with heterogeneity of the structure of rolled wire in the form of nonmetallic inclusions in a steel wire drawing process. The results of metallographic studies of the hot-rolled rod and the analysis of non-metallic inclusions with the scanning electron microscope are shown. The plasticity curve of a high carbon wire rod made of grade 80 steel was defined and finite-element simulation of the steel wire drawing process with different distribution of non-metallic inclusions in the cross section of the workpiece using Simulia Abaqus program was performed. Investigation of the effect of structural heterogeneity on the stress-strain state of the workpiece in the drawing process with the use of finite element modeling allowed to determine maximum total deformation of the steel wire depending on the distribution of non-metallic inclusions. The results of finite element modelling of the drawing process of the steel wire made of grade 80 steel according to the industrial technological route are presented.