Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 238
Скачиваний: 0
применялось обычное мыло, которое наносилось на образец непосредственно перед протяжкой. Волочение электроотпущенных образцов всех рассматриваемых марок сталей при единичных обжа тиях 20—25% проходило нормально, без обрывов и скрипа. Допу скались также и более высокие единичные обжатия (до 35%). Можно сказать, что при волочении электроотпущенная по оптимальному ре
жиму углеродистая |
сталь ведет |
себя как патентированная и при |
|
весьма высоких обжатиях не проявляет признаков |
перенаклепа. |
||
По мере протяжки |
проволоки |
отбирались образцы |
для проведе |
ния механических испытаний и построения кривой упрочнения. На
КГ/ММ2
280
рис. 170 показано изменение пре дела прочности и числа перегибов при волочении проволоки из ста лей 20, 30 и 40. Степень обжатия представлена в виде логарифма вытяжки (In р,). Как видим, при
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
10 |
10 |
30 |
50 |
70 |
80 |
S0 |
93 |
Рис. 170. Изменение свойств холод нотянутой проволоки при увеличе нии степени обжатия.Электрозакал ка от 1150° С, электроотпуск при
550° С, v„ = |
500 - г 800 |
град/сек: |
|
I — предел |
прочности |
о в , |
/ / — число |
перегибов п; |
1 — сталь |
20* |
2 — сталь |
30, 3 — сталь 40.
2,66 № 16/45 1,201.05 dm
• бв, кГ/тг
280
240
200
160
120
31 64 7579 86 89£пеф,%
Рис. 171. Изменение свойств хо лоднотянутой проволоки из ста ли 50 при увеличении степени обжатия:
/ |
— э л е к т р о о т п у с к |
при 550° С, |
vH |
=85 0 град/сек, |
2 — патентиро - |
вание. |
|
|
изготовлении проволоки из электроотпущенной стали можно достичь весьма высокого уровня прочности ее (200—300 кГ/мм2) в сочетании с удовлетворительными пластическими свойствами.
Сравнительные испытания проволоки, изготовленной из элект роотпущенной и патентированной (по заводской технологии) загото вок из стали 50, показали (рис. 171), что темп упрочнения элект роотпущенной стали несколько выше, чем патентированной, что благодаря повышенной исходной прочности заготовки дает возмож ность достичь высоких механических свойств проволоки, которые обычно не удается сформировать в проволоке из стали этой марки после патентирования. Правда, пластичность, характеризующаяся числом перегибов, у электроотпущенной проволоки несколько ниже. Однако если сравнить свойства образцов проволоки, имеющих
одинаковые |
|
показатели |
числа перегибов (например, 20), то уро |
||||||||||||||||||||||
вень |
прочности |
у |
электроотпущенной |
проволоки |
будет примерно |
||||||||||||||||||||
на 30—40% выше, чем у патентированной. Кроме того, проволока из |
|||||||||||||||||||||||||
электроотпущенной |
стали |
удовлетворяет |
требованиям |
стандартов |
|||||||||||||||||||||
на канатную проволоку марки |
1 и В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
На рис. 172 показано, как изменяются механические свойства |
||||||||||||||||||||||||
проволоки |
из |
стали |
60 |
на |
разных |
стадиях |
волочения. Особен |
||||||||||||||||||
ность обработки заключалась в том, что электроотпуск |
закаленной |
||||||||||||||||||||||||
заготовки |
(d = |
3,0 |
мм) |
проводился на |
опытной |
полупромышлен |
|||||||||||||||||||
ной |
|
установке (на Одесском сталепроволочно-канатном заводе) при |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
204 |
|
1.45 |
100 |
йш |
|
|
|
|
|
|
Ш |
б. |
|
J , |
|
9,% |
|||||
«//мм' |
|
|
/ |
|
|
J |
Ir- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\50 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
||||
180 |
|
|
|
) |
|
j7/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2/ |
|
\30 |
||||
160 |
|
/ |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
140\ |
|
7 |
|
|
'2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ПО |
|
|
|
|
i " 4 |
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
||
40т |
|
|
|
|
>- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
20' |
|
|
|
|
2 |
1Щ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
{0 |
1,5 |
2.0 Ш/I |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
4,03.6 2.8 2,3 20 1,614 1,25Л/ни |
2,5 2,1 |
1,8 14 1,0 Ш/ |
||||||||||||||||
|
|
|
|
52 |
|
75 |
|
W tart,* |
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
' |
S |
|
|||||
Рис. |
|
|
172. Изменение |
свойств |
Рис. |
173. |
Изменение |
свойств |
электроотпущен |
||||||||||||||||
стали 60 при волочении после |
ной стали при волочении: |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
электроотпуска: |
|
|
|
|
|
|
а |
— |
сталь |
У8, |
э л е к т р о о т п у с к при |
550° |
С, |
б — сталь |
|||||||||||
/ — |
предел |
прочности |
о"в> |
2 — |
|||||||||||||||||||||
У 9 , |
электроотпуск |
при |
5 1 0 ° С ; |
/ |
— число |
перегибов |
|||||||||||||||||||
число |
|
перегибов |
|
п, |
3 |
— |
число |
п, |
2 |
— предел |
прочности |
ав , |
3 |
—. |
относительное |
||||||||||
скручиваний |
т; |
ф, |
о |
— частич |
с у ж е н и е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ные |
|
|
о б ж а т и я соответственно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
12 — 14 |
и 22%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
непрерывном движении заготовки «в нитку». Показательно, что во лочение с небольшими частными обжатиями не влияет на проч ность проволоки и существенно повышает ее пластические свой ства по сравнению с большими обжатиями.
Известно, что высокопрочную проволоку изготовляют из сталей с повышенным содержанием углерода. Поэтому исследование сталей У8 и У9 представляло особенный интерес. При электротермической
обработке были обнаружены |
некоторые особенности этих |
сталей. |
В частности, оказалось, что |
при электроотпуске следует |
избегать |
резкого охлаждения заготовки в воде, так как -возможна вторичная закалка остаточного аустенита, и образцы из сталей с содержанием углерода 0,5% и выше после электроотпуска охлаждались на воз духе. Зависимость прочности, числа перегибов и относительного сужения при разрыве от степени деформации электроотпущенных сталей У8 и У9 приведена на рис. 173. Пластичность на уровне 7—9 перегибов и прочность 280—300 кГ/мм2 при d — 1,2 мм —
весьма неплохие показатели для высокопрочной канатной проволоки. 259
17*
О механических свойствах холоднотянутой проволоки из неко торых малолегированных сталей, подвергавшихся электрозакал ке с электроотпуском, можно судить по данным, приведенным на рис. 174. Как видно, высокими прочностными и вполне удовлетво рительными пластическими свойствами, повышенной стойкостью к тепловым воздействиям обладает сталь ЗОХГСА. Такие характери стики позволяют использовать ее для изготовления теплостойких канатов и свидетельствуют о том, что новый способ подготовки струк
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
туры может |
служить |
основой |
произ- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
]<?0% |
водства проволоки |
и канатов из неко |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
торых |
легированных |
сталей. |
|
|
|||||||||
6в. |
|
|
|
|
ш |
|
|
|
|
|
Влияние |
скорости |
нагрева при |
от |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
X \ |
|
40 |
пуске |
на структуру |
и |
свойства |
холод |
||||||||
Щ |
|
|
|
|
|
|
|
\30 |
нотянутой |
проволоки. В рассматривае |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
210 |
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
мом способе обработки |
заготовки, |
по |
|||||||||
|
|
|
а |
* |
|
|
|
|
жалуй, самым |
важным |
моментом |
яв |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
170 |
|
* |
|
X |
|
|
|
• |
|
п |
ляется скорость |
нагрева |
при отпуске, |
|||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
так |
как известно, |
что улучшение ста |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
U- |
20 |
ли |
закалкой |
и |
отпуском в |
печи |
при |
|||||||
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
10 |
последующем волочении |
не |
позволяет |
|||||||||
|
|
|
и |
— * |
|
|
|
|
достичь свойств, сколько-нибудь близ |
|||||||||||||
|
|
20 |
|
40 |
60 |
|
80 |
|
£деф,% |
ких к свойствам, которые можно полу |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чить на пагентированной |
заготовке. |
||||||||||
4 |
3,8 |
|
|
3.1 2.® 2.53 2W17S 1,26 А,т |
Влияние |
скорости |
нагрева |
при |
||||||||||||||
Рис. 174. |
Зависимость |
|
механи |
электроотпуске изучалось на стали 70. |
||||||||||||||||||
ческих |
свойств |
проволоки |
от |
Заготовки |
диаметром |
4 мм |
подверга |
|||||||||||||||
степени деформации: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
; — сталь |
ЗОХГСА, |
|
электроот |
лись |
электрозакалке |
от |
1050° С с |
|||||||||||||||
пуск — |
630° |
С, |
2 |
— сталь |
3 8 Х А , |
охлаждением в масле. Электроотпуск |
||||||||||||||||
влектроотпуск |
— 550° С, |
3 |
— |
сталь |
проводился при различных температу |
|||||||||||||||||
1 5 Х А , электроотпуск |
— |
450° |
С; |
|||||||||||||||||||
/ — число |
перегибов |
п, |
II |
— |
пре |
рах (от 500 до 700°С), со скоростями |
||||||||||||||||
дел прочности |
ав , / / / — относитель |
|||||||||||||||||||||
ное, с у ж е н и е ф. |
|
|
|
|
|
|
|
нагрева 10, 25, 100, 600 и ЮООград/сек. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Часть образцов |
отпускалась в печи с |
||||||||||
выдержкой |
в течение |
1 |
ч. После |
термообработки |
осуществлялось |
|||||||||||||||||
холодное волочение с суммарным обжатием |
80%. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Результаты |
механических |
испытаний |
(рис. 175, |
176) |
свидетель |
|||||||||||||||||
ствуют о значительном повышении прочности и пластичности холоднодеформированной стали с увеличением скорости нагрева при отпуске. Так, предел прочности наклепанной проволоки диаметром
1,8 |
мм после печного |
отпуска при 550° С составляет 160 кГ/мм2, |
|
а |
после |
электроотпуска со скоростью 1000 град/сек достигает |
|
260 |
кГ/мм2. |
Количество |
перегибов увеличивается при этом от 5 до |
10. Естественно, что повышение температуры отпуска при всех ис следованных скоростях нагрева снижает прочность холоднодеформированной стали. Изменение пластичности носит более сложный характер. Температурный интервал максимума на всех кривых чис ла перегибов при увеличении скорости нагрева смещается в область более высоких температур. Пластическая деформация отпущенной стали со значительными суммарными обжатиями, по-видимому,
возможна только после температуры отпуска выше третьего превра щения, когда происходит полный распад мартенсита и окончатель но формируется карбидная фаза. Это положение справедливо, по
|
<5* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
240 |
J |
|
|
ч 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"о.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
220 |
1 |
|
|
|
\4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N. |
|
|
|
|||
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
|
|
|
550 |
|
600 |
|
550 t,°C |
|
500 |
550 |
600 |
650 |
t°c |
|
|||
Рис. |
175. |
|
Зависимость |
Рис. |
176. |
Зависимость |
пластич |
|||||||||
прочности |
холоднодефор- |
ности |
холоднодеформированной |
|||||||||||||
мированной |
стали |
70 |
от |
стали 70 от температуры элек |
||||||||||||
температуры |
|
электроот |
троотпуска |
и скорости |
нагрева: |
|||||||||||
пуска и скорости нагрева: |
• 1 — |
отпуск |
в печи |
в течение |
1 ч, |
2, |
||||||||||
/ |
— о т п у с к |
в печи |
в |
течение |
3,4,5 |
|
— электроотпуск |
при |
о н |
= |
||||||
1 |
ч, |
2, 3, |
4,5 |
— |
|
э л е к т р о |
10; 100; |
600 |
и 1000 |
град/сек |
соответ- |
|||||
о т п у с к |
при |
и н |
= |
10; |
100; |
ственно. |
|
|
|
|
|
|||||
600 и |
1000 |
град/сек |
|
соответ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ственно.
крайней мере, для сталей со средним и высоким содержанием угле рода. Поэтому снижение пластичности при температуре отпуска ниже оптимальной можно объяснить приближением к температур
ной области третьего |
превра- |
t°c |
|
|
|
|
|
|||||
щения. |
|
При |
температурах |
|
|
|
|
|
||||
|
700 |
|
|
|
|
|
||||||
электроотпуска |
выше |
опти |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
мальной |
развиваются |
в |
опре |
600, |
|
|
|
|
с |
|||
деленной степени процессы ко |
• о — |
|
о"3 |
|||||||||
|
|
|
г |
|||||||||
агуляции |
цементитных |
плас |
500Х |
|
—о— |
"О™ |
||||||
тин [289], ухудшающие |
вос |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
приимчивость |
стали |
к |
боль |
400\ |
|
|
|
|
i |
|||
шим суммарным обжатиям при |
|
- о От —о-"" |
6— |
•о" |
||||||||
|
|
|||||||||||
пластической |
деформации. |
|
|
|
|
|
|
|||||
На рис. 177 приведена зави |
10 |
2 |
4 6 8Ю2 |
2 4 |
6 |
8/03 ^грид/сек |
||||||
симость температурной облас |
Рис. |
177. |
Зависимость температурного ин |
|||||||||
ти третьего превращения при |
||||||||||||
тервала третьего |
превращения — 1, 2 и |
|||||||||||
отпуске |
от скорости |
нагрева |
температуры максимальной |
пластичности |
||||||||
в стали |
У8, а также нанесены |
холоднодеформированной |
стали 70 — 3 от |
|||||||||
значения |
температуры, |
соот- |
скорости |
нагрева. |
|
|
|
|||||
ветствующие максимальной пластичности деформированной стали, по данным рис. 176. Поскольку содержание углерода в основном не влия ет на температурные интервалы эффектов отпуска, данные для стали У8 можно считать приемлемыми и для исследуемой стали 70. Как вид но на рис. 177, наибольшая пластичность деформированных образ цов соответствует температуре электроотпуска, примерно на 100° С
