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Tesis

Estudio geométrico y metalúrgico del ensanchamiento y laminación

1998



Título Estudio geométrico y metalúrgico del ensanchamiento y laminación
Nombre Zavaleta Gutierrez, Nilthon E.
Ingeniero Metalurgista U.N. de Trujillo Perú
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales UNSAM
Directores Ing. Villanueva Roberto.
Ing. Hey Alfredo.
. CNEA Centro Atómico Constituyentes
Fecha Defensa 20/04/1998
Jurado

Código Código IT IT/T--28/98

Resumen

Un programa de laminación comprendido en mas de 100 experimentos, fue planificado con la finalidad de investigar el efecto de los factores geométricos y metalúrgicos sobre el ensanchamiento. Las laminaciones se realizaron en frío y en caliente para el aluminio y cobre, y en caliente para el acero SAE 1010; todas sin lubricación. Las variables de estudio fueron: reducción de altura, relación ancho/espesor, diámetro de cilindros, temperatura, tamaño de grano y fibrado mecánico. El rango de temperatura empleado para cada material fue el normalmente usado en la industria. El diferente comportamiento del aluminio respecto al cobre y al acero en el ensanchamiento durante el laminado en caliente, exigió la determinación del coeficiente de fricción en estos materiales.
La realización de 46 ensayos de comprensión de anillos, mostro la variación del coeficiente de fricción con la temperatura para estos materiales y evidenció su efecto en el ensanchamiento. Los resultados de ensanchamiento producidos en el laminado en caliente del acero fueron comparados con los proporcionados por 21 formulas empíricas seleccionadas y elaboradas para estas condiciones; indicando un mayor acercamiento la fórmula propuesta por Roux. Esta fórmula junto con la propuesta por Shinokura y Takai, fueron evaluadas en un calibrado real de uso industrial, corroborando la buena predicción del ensanchamiento proporcionadas por tales fórmulas. La ampliación de estos 21 modelos a la laminación en caliente del cobre y aluminio establece, que haciendo uso de un factor de correción de 0.77 para el aluminio y 1.6 para el cobre así como de los coeficientes de fricción encontrados, la fórmula propuesta por Tselikov predice los valores de ensanchamiento encontrados en la experimentación. Un análisis de la resistencia a la influencia en caliente del acero, en la dirección longitudinal y transversal de laminado, mediante 25 ensayos de torsión, determina que la resistencia en ambas direcciones es la misma y que la influencia de la orientación de las inclusiones solo tienen efecto en la ductilidad.

Complete Title

Metallurgical and geometrical study of rolling spread

Abstract

A rolling program, which involved more than 100 experiments, was planned with the purpose of finding out the effects of geometrical and metallurgical factors on spread. Rollings were carried out both in cold and hot conditions for aluminum and copper, and in hot condition only for steel - SAE 1010. All operations were performed without lubrication. Variables under study were height reduction, width/thickness relationship, roll diameter, temperature, grain size and mechanical fibering. The temperature range applied for each material was that normally used in industry. The different behavior of aluminum when compared with copper and steel during hot rolling, needed the determination of friction coefficients for those materials. 46 ring compression tests carried out showed the variation of friction coefficient with temperature for those materials, and demonstrated its effect on spread. Results obtained with hot rolled steel were compared with 21 empirical formulas selected and adapted for these conditions. They indicated that Roux expression is the one that gives the best approximation. This formula, together with the one proposed forward by Shinokura and Takai, were evaluated when applied to an industrial roll pass design, confirming their accuracy. The extension of those 21 models to copper and aluminum hot rolling, showed up that using a 0.77 correction factor for aluminum and 1.6 for copper, besides friction coefficient being assessed, Tselikov formula foretell real spread values. An analysis of hot yield strength in steel, both in longitudinal and transverse rolling directions, carried out through 25 torsion tests, shows that strength in both directions is the same, and that the influence of inclusions -specially their orientation- only affects ductility.

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