Файл: Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 254
Скачиваний: 2
Т а б л и ц а
Влияние суммарного обжатня на изменение временного сопротивления, пределов текучести и упругости проволоки диаметром 3 мм, протянутой из патентированиой заготовки диаметром 6—9 мм (сталь 70; 0,71 % С)
Суммарное |
|
"в |
°0,2 |
°0,01 |
||
о б ж а т и е , % |
|
|
М н / м 2 |
(кГ/мм 2 |
) |
|
|
|
|
|
|||
50 |
1600 |
(160) |
1280 |
(128) |
760 |
(76) |
60 |
1630 |
(163) |
1300 |
(130) |
780 |
(78) |
70 |
1710 |
(171) |
1340 |
(134) |
800- |
(80) |
80 |
1860 |
(186) |
1500 |
(150) |
840 |
(84) |
90 |
2150 |
(215) |
1800 |
(180) |
930 |
(93) |
|
~0О 50 60 70 80 90 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0050 60 70 80 90 |
|
|
|
80 90 |
|
|
00 50 60 70X |
Суммарное обжатие, %
40 50 80 90 Суммарное обжатие, %
Рис. 11. Экспериментальные (а) н обобщенные (б) графики зависимости
относительного |
удлинения б | И , |
числа перегибов а |
и удлинения |
ползуче |
||
сти ^ п о д ' з 0 |
о т суммарного о б ж а т и я |
проволоки |
диаметром |
3, |
4, 5 мм, |
|
протянутой нз |
патентированиой |
заготовки диаметром 6—9 |
мм. |
Цифры |
||
|
на кривых — диаметры |
проволоки, мм |
|
|
диаметром 3—5 мм. Для стали 70, наиболее распрост раненной в мировой практике, могут быть рекомендова ны следующие диаметры катанки: 8 мм — для проволоки диаметром 3 мм; 9 мм — для проволоки диаметром 4 мм; 10 мм — дл я проволоки диаметром 5 мм.
При применении сталей с более высоким содержани ем углерода суммарное обжатие соответственно снижа ют. Например, в заводской практике арматурную про волоку диаметром 3 мм обычно протягивают из патенти рованиой заготовки диаметром 6,5 мм, если сталь содер-
64
жит 0,78—0,83% С, а проволоку диаметром 5 мм — из патеитированной заготовки диаметром 8 мм, если сталь содержит 0,81—0,89% С.
Анализ экспериментальных данных позволяет сде лать вывод, что относительное удлинение и число пере гибов холоднотянутой проволоки возрастают до опреде ленной «критической» точки суммарного обжатия, а за тем падают. Для числа перегибов этот момент наступа ет раньше, чем для бюоКритическая точка наблюдается тем позже, т. е. при тем большем суммарном обжатии, чем меньше диаметр готовой проволоки.
Наличие критической точки подтверждается и дан
ными испытания проволоки |
на ползучесть — увеличение |
|
суммарного обжатия до 75% повышает, а |
дальнейший |
|
рост его снижает удлинение |
ползучести (проверено до |
|
обжатия 95%, см. рис. 11). |
|
|
Исследование проволок диаметром 3; 4 и 5 мм, про |
||
тянутых из одной и той же патеитированной |
заготовки |
диаметром 8 мм (сталь 70), показывает, что максималь ной ползучестью обладает холоднотянутая проволока диаметром 4 мм (т. е. аналогично тому, как изменяются бюо и число перегибов; см. рис. 11). Однако разница аб солютной величины ползучести проволоки, протянутой с обжатиями 45—80%, практически невелика.
Суммарное обжатие арматурной проволоки диамет ром 3 мм, холоднотянутой из патеитированной заготов ки, весьма существенно сказывается на ее коррозионной стойкости под натяжением. Так, проволока из стали 70, протянутая с малым суммарным обжатием (26,4%), рас трескивается в кипящем нитратном растворе за 90— 300 ч в зависимости от уровня напряжений при испыта нии. Проволока из той же стали, протянутая со средни
ми (43,7%) и большими |
(75 и 78,7%) суммарными об |
жатиями, не разрушается |
даже за 320 ч аналогичных |
коррозионных испытаний. |
|
С возрастанием величины суммарного обжатия проч |
|
ность и особенно пластические характеристики проволо |
ки, подвергнутой коррозионным испытаниям, снижают ся. При этом абсолютные величины временного сопро тивления и предела текучести у проволоки, протянутой с большими суммарными обжатиями, и после коррозион ных испытаний остаются значительно более высокими, чем у проволоки, протянутой с меньшими общими де формациями.
5—217 |
65 |
Оптимальной величиной суммарного обжатия арма турной проволоки диаметром 3 мм с точки зрения корро зионной стойкости следует считать 75%. Положительное влияние на сопротивление коррозии повышения сум марной деформации проволоки, протянутой из патентированных заготовок диаметрами 8 и 10,5 мм с суммар ными обжатиями 44 п 67%, выявлено также в опытах автора, Б. М. Овсянникова и А. К. Мелехииа на замед ленное разрушение в дистиллированной воде образцов арматурной проволоки с предварительно инициирован ными трещинами (см. стр. 248).
Увеличение суммарных обжатий (в указанных выше пределах) повысило равномерность микроструктуры п микротвердости по сечению арматурной проволоки диа метром 6 мм.
З а в е р ш а ю щ е е о с о б о м а л о е |
о б ж а т и е |
Бюллер и Шульц [43] установили, |
что весьма ма |
лые обжатия (<0,8%) при завершении процесса воло чения сильно снижает остаточные напряжения растяже ния в наружном слое протянутого металла. Наше иссле дование влияния особо малого обжатия па ползучесть и механические свойства проволоки (табл. 35) показало, что пределы текучести и упругости несколько возросли, однако ползучесть не уменьшилась.
Полученные сравнительные данные по воздействию скорости волочения, единичных п суммарных обжатий на прочностные, упругие и пластические характеристики и особенно на величины ползучести и релаксации упро щенно можно объяснить влиянием фактической темпе ратуры проволоки, достигаемой в результате воздейст вия того или иного фактора в конкретных условиях про цесса волочения, полагая, что эффективность пластичес
кой деформации |
определяется конкуренцией двух |
процессов — отдыха |
и упрочнения. Более глубокое |
объяснение этих данных основывается на современной теории дислокаций и исследованиях микроструктуриого механизма термической обработки, пластической дефор
мации и разрушения металлов [73—79]. |
Установлено, |
|
что при |
патентировании проволоки образуется пересы |
|
щенный |
углеродом раствор и создаются |
благоприятные |
условия для протекания процесса старения при пласти ческой деформации. Увеличение суммарного и едииич-
66
Т а б л и ц а 35
Влияние завершающего особо малого обжатия на механические свойства проволоки диаметром 2,6 мм, протянутой из проволоки диаметром 3 мм из стали У9А с 0,85% С [о,, = 2000 Мн/м2
(200 кГ/мм2 )]
|
Обработкбработка |
|
- в I |
°0,2 |
°0,05 |
°0,01 |
б 100 |
|
||
|
|
|
М н / м 2 (кГ/мм2 ) |
|
% |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Холодное |
волоче |
|
|
|
|
|
|
|||
ние |
в |
один |
пере |
|
|
|
|
|
|
|
ход |
по маршруту |
2155 |
1841 |
1276 |
890 |
1,7 |
48,3 |
|||
3—2,6 |
мм |
. . |
. |
|||||||
Холодное |
волоче |
(215,5) |
(184,1) |
(127,6) |
(89) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
ние |
в два перехо |
|
|
|
|
|
|
|||
да |
по |
маршруту |
2160 |
1995 |
1430 |
955 |
1,35 |
49,3 |
||
3—2,6 — 2,6 |
мм |
. |
||||||||
|
|
|
|
|
(216,0) |
(199,5) |
(143,0) |
(95,5) |
|
|
ных обжатий |
при протяжке патентироваиной |
стали |
рез |
|||||||
ко повышает |
плотность дислокаций, а также |
количество |
других искажений решетки дислокационного происхож дения, способствуя увеличению сопротивления деформа ции — упрочнению стали.
Т е п л о е в о л о ч е н и е
Опыты, проведенные автором, показали возможность успешного теплого волочения проволоки из углеродис той стали [44]. Исследованиями Помпа и Кнакштедта [80] установлено, что протяжка такой проволоки из стали с 0,84% С при 100, 200 и 300° С повышает временное соп ротивление, предел текучести и особенно предел упру гости по сравнению с волочением ее при комнатной тем пературе и одновременно несколько снижает относитель ное сужение и относительное удлинение.
Автором и К. С. Романовым опробовано влияние теплого волочения арматурной проволоки иа ее важ нейшие механические свойства. При этом теплому воло чению подвергали проволоку из стали, содержавшей 0,9% С. Протяжку ее осуществляли со скоростью 2,5 м/с иа цепном стане и на однократной волочильной машине 1/550. Нагревали проволоку нитью при прохождении ее через трубчатую электропечь длиной 1,5 м с внешним обогревом муфеля, установленную перед волокой.
5* |
67 |
Т а б л и ц а 36
Механические свойства проволоки, подвергнутой холодному и теплому волочению (при температуре печи 450° С),
а также отпуску при аналогичном режиме (скорость обработки при всех вариантах 2,5 м/с)
о. • fr" а) о
S ь Дназагс
яS - |
°п |
ст0,2 |
^0,05 |
6 100 |
6 70/10О |
|||
полз |
||||||||
Z |
Обработка |
М н / м |
|
(кГ/мм |
) |
|
/о |
|
ки, |
|
|
|
|||||
|
|
|
2 |
|
г |
|
|
о/ |
|
|
Холодное |
волоче |
1860 |
1700 |
1480 |
2,5 |
0,039 |
||
|
|
ние |
|
|
(186) |
(170) |
(148) |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
3,6 |
4 |
Отпуск |
после хо |
1900 |
1740 |
1540 |
2,3 |
0,031 |
||
лодного |
волочения |
(190) |
(174) |
(154) |
||||||
|
|
Теплое |
|
волочение |
1940 |
1800 |
1670 |
2,7 |
0,015 |
|
|
|
|
|
|
(194) |
(180) |
(167) |
|||
|
|
Холодное |
воло |
1920 |
1720 |
1610 |
2,9 |
0,020 |
||
|
|
чение |
|
|
(192) |
(172) |
(161) |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
2,2 |
2,5 |
Отпуск |
после хо |
1900 |
1800 |
1670 |
2,0 |
0,019 |
||
лодного |
волочения |
(190) |
(180) |
(167) |
||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
Теплое |
|
волочение |
2020 |
1920 |
1720 |
1,5 |
0,011 |
|
|
|
|
|
|
(202) |
(192) |
(172) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Параллельно с теплым волочением проводилась так же холодная протяжка исходной заготовки, а также от пуск нитью холоднотянутой проволоки. Температура пе чи и скорость прохождения проволоки в ней в процессе отпуска были идентичными аналогичным параметрам при теплом волочении. Прочностные, упругие и пласти ческие свойства, а также ползучесть исследованных об разцов приведены в табл. 36.
Анализ экспериментов показал: I) при теплом воло чении получена вдвое меньшая ползучесть, чем у отпу щенной, а также холоднотянутой проволоки; 2) наивыс ший условный предел упругости (в экспериментах 00,05) во всех случаях получен на проволоке, изготовленной способом теплого волочения; ао,о5 отпущенной прово локи выше, чем исходной холоднотянутой, но ниже, чем теплотянутой; такие же результаты получены и при со поставлении характеристик ав и со,2; 3) достигнуть за данной потребителями нормы относительного удлинения бюо^4% при теплом волочении в условиях указанных
68