Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

Д. В. Константинов, сотрудник научно-исследовательского сектора, канд. техн. наук, эл. почта: const_dimon@mail.ru
Н. Ш. Тютеряков, доцент кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования, канд. техн. наук
М. А. Шекшеев, старший преподаватель кафедры машин и технологий обработки давлением и машиностроения, канд. техн. наук
Д. Г. Олейник, аспирант кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования
А. В. Ярославцев, директор института элитных программ и открытого образования, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: alexmgn01@yandex.ru

Широко используемый за рубежом способ обработки низкоуглеродистой горячекатаной арматуры Cold Stretching (или SBR: Stretching, Bending with Rebending) позволяет повысить ее механические свойства до следующего по ГОСТ 34028–2016 уровня. Так, например, становится возможным повысить класс арматуры А400 до уровня свойств А500 посредством сочетания ее растяжения при контролируемой степени холодной пластической деформации с добавлением элементов знакопеременного изгиба в специальных роликовых системах. Относительная простота данного способа значительно снижает затраты на производство, а также позволяет реализовывать его различными схемами оборудования. Представлено сравнение напряженно-деформированного состояния стальной арматуры при обработке в основных, широко используемых схемах оборудования для знакопеременного изгиба с растяжением, применяемых ведущими мировыми производителями. Сравнение выполнено на основании конечно-элементного моделирования в комплексе SIMULIA Abaqus. Приведен сравнительный анализ продольных осевых деформаций и напряжений, возникающих в арматуре в процессе обработки. На основе сравнения ключевых технологических параметров и количественных значений параметров напряженно-деформированного состояния металла наглядно показано, что рассмотренные схемы с учетом своей индивидуальной специфики позволяют довольно гибко подстроиться под производственные потребности предприятий и технологические возможности оборудования, в линии которых планируется внедрять SBR-процесс.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (соглашение № 23-29-10046 от 20.04.2023, https://rscf.ru/project/23-29-10046/) и финансовой поддержки Правительства Челябинской области (Соглашение № 164 от 28.06.2024 г.).

1. Столяров А. Ю., Зайцева М. В., Столяров Ф. А. Оценка возможности внедрения технологии cold stretching для повышения качества холодно-деформированного арматурного проката класса 500 в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ» // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. № 76 (10). С. 1028–1034.
2. Харитонов В. А., Иванцов А. Б., Харитонов Вик. А. Обработка бунтовой арматурной стали по схеме «растяжение-знакопеременный изгиб» (теория, технология, оборудование) // Металлург. 2010. № 4. С. 78–83.
3. Ахметов Т. А., Редькова И. Н., Локтионова Л. В. Современные тенденции в развитии технологии производства холоднодеформированной арматурной стали // Литье и металлургия. 2014. № 2 (75). С. 65–67.
4. Константинов Д. В., Корчунов А. Г., Столяров А. Ю., Ефимова Ю. Ю. Исследование структуры и свойств стальной арматуры периодического профиля после знакопеременного изгиба с растяжением // Черные металлы. 2024. № 3. С. 56–61.
5. Константинов Д. В., Корчунов А. Г., Огнева Е. М., Столяров А. Ю. и др. Конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния арматуры в процессе stretching–bending–rebending (cold stretching) // Сталь. 2023. № 11. С. 34–40.
6. Казарян В. А. Прочность и деформативность сжатых железобетонных стоек с холоднодеформированной рабочей арматурой: дис. … канд. техн. наук. — М., 2018. — 152 с.
7. Watanabe I., Setoyama D., Nagasako N., Iwata N. et al. Multiscale prediction of mechanical behavior of ferrite–pearlite steel with numerical material testing // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2012. Vol. 89. P. 829–845.
8. Zhou H., Suzuki Y., Kinefuchi M., Shibanuma K. Applicability of the multiscale model for predicting fatigue strength to short and long crack problems // ISIJ International. 2022. Vol. 62. P. 2126–2131.
9. Zhou H., Liu Z., Kinefuchi M., Shibanuma K. Multiscale modelling strategy for predicting fatigue lives and limits of steels based on a generalised evaluation method of grain boundaries effects // International Journal of Fatigue. 2022. Vol. 158. 106749.
10. Courbon C., Arrieta I. M., Cabanettes F., Rech J. et al. The contribution of microstructure and friction in broaching Ferrite–Pearlite steels // CIRP Annals. 2020. Vol. 69. P. 57–60.
11. Saez-de-Buruaga M., Aristimuño P., Soler D., D’Eramo E. et al. Microstructure based flow stress model to predict machinability in ferrite–pearlite steels // CIRP Annals. 2019. Vol. 68. P. 49–52.
12. Konstantinov D., Emaleeva D., Pesin A. Application of statistical representation of microstructure during simulation of ferritic-pearlitic steel wire drawing // Materials Science Forum. 2020. Vol. 989. P. 691–698.