Файл: Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры.pdf

ли ощутимо сказывается лишь на тонкой проволоке, возрастая с уменьшением ее диаметра. Разброс механи­ ческих свойств по всем плавкам невелик.

На основе изложенного, а также экспериментов со сталью для металлокорда [26] и канатов [18] в целях унификации на металлургических заводах технологии производства высококачественного металла для проволо­ ки ответственного назначения предложено сталь для вы­ сокопрочной арматурной проволоки раскислять только кремнием и марганцем, так же как это осуществлено при­ менительно к канатной стали.

4. ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАЦИИ СТАЛИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ"

Была изготовлена проволока диаметрами 6 и 5 мм из патентированной заготовки диаметром 8 мм, получен­ ной из стали 70 (0,70—0,79% С; 0,19—0,25% Мп; 0,20— 0,27% Si; 0,007—0,012% S; 0,011—0,014% Р) непрерыв­ ной разливки (одной плавки) без добавок и с добавками ферротитана, феррованадия, ферромарганца. Для срав­ нения изготовлена также арматурная проволока из ста­ ли 70 обычного производства. Содержание модифици­ рующих материалов варьировали: титана — в пределах от 0,05 до 0,10%, ванадия—в интервале от 0,07 до 0,21%; количество ферромарганца составило 0,6%.

1 Исследование выполнено автором, К. С. Романовым и А. В. Шоршиным (ЦНИИЧМ).

36

Вся проволока была подвергнута обычным механи­ ческим испытаниям на растяжение. Образцы проволоки диаметром 6 мм с инициированными трещинами допол­ нительно испытали на стойкость к замедленному разру­ шению продолжительностью около 100 ч в среде дистил­ лированной воды а"=О / "0 0 (табл. 22) по методике, разра­ ботанной в ЦНИИЧМ (см. с. 248). Результаты работ показали следующее:

1) значения о ^ 0 , т , характеризующие сопротивление коррозии под напряжением, у образцов проволоки диа­ метром 6 мм, холоднотянутой из патентированной заго­ товки диаметром 8 мм (сталь 70 непрерывной разливки),- и у обычной стали мало различаются. Величины а в этих проволок также близки;

2) модификация стали 70 непрерывной разливки ва­ надием (образец 12) и титаном (образец 38) сказалось благоприятно на показателе а ^ 0 / т опытной проволоки (см. табл. 22);

3)введение в сталь 70 непрерывной разливки 0,6% ферромарганца не повлияла на ее временное сопротив­ ление, но существенно улучшило упругие и пластические хар актеристнки проволоки;

4)с увеличением содержания титаиа (0,05; 0,08;

37

5) при увеличении добавок ванадия (0,07—0,21%) пластичность проволоки падала, а временное сопротив­ ление ее возрастало.

Результаты исследования зависимости механических свойств арматурной проволоки от варианта выплавки электростали У10А (ЭШП-1, ЭШП-2, ВДП и ЭШП-1 + + В Д П ) изложены ниже (с. 133, табл. 65).

Г Л А В А III

КАТА Н КА-3 А ГО ТО В КА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АРМАТУРНОЙ ПРОВОЛОКИ

ИПРОВОЛОКИ

ДЛ Я АРМАТУРНЫХ КАНАТОВ

1.ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ

ККАТАНКЕ-ЗАГОТОВКЕ

Свойства стальной проволоки в основном обусловле­ ны качеством катанки [31]. Катанку для изготовления арматурной проволоки и канатов можно разделить на два класса: катанку особо высокого качества (КПАОВК) для производства арматуры высокой прочности с crD = =2000-^2500 Мн/м2 (200—250 кГ/мм2 ) при диаметрах проволоки от 2 мм и более и катанку высокого качества (КПАВК) для производства арматуры всех диаметров повышенной прочности с а в = 1500-^2000 Мн/м2 (150— 200 кГ/мм2 ) н арматурной канатной проволоки диамет­ ром менее 2 мм с а в =2000^ - 2500 Мн/м2 (200— 250кГ/мм2 ).

Химический состав сталей для катанки высокого ка­ чества должен соответствовать табл. 3.

Диаметры катанки следует брать из учета минималь­ ного суммарного обжатия, необходимого для обеспече­ ния заданного временного сопротивления (при удовлет­ ворительной пластичности) в готовой холоднотянутой II отпущенной проволоке. Для производства арматурной проволоки диаметром 3—8 мм надлежит использовать ка­ танку диаметром 6—16 мм и даже толще. Допустимые

38

отклонения по диаметру катанки во многих странах зна­ чительно жестче, чем в стандартах СССР. Так, для ка­ танки диаметром 6,5 мм приняты допуски, мм:

Для катанки КПАВК допускаемые отклонения по ди­ аметру должны быть такими же, как для канатной ка­ танки класса ВК по ОСТ 14-2—71, (+0,4 мм), а для ка­ танки КПАОВК ±0,15 мм (на основании данных США и опыта работы проволочного стана Череповецкого ме­ таллургического завода). Должны быть сужены допус­ ки по овальности катанки КПАОВК до 0,15 мм (так как исследования БМК показали, что одной из главных при­ чин образования поперечных трещин на проволоке диа­ метром 4 мм и более является овальность катанки, при­ водящая к резким колебаниям обжатия в ее разных се чеииях).

Большая масса (длина) мотка катанки для арматур­ ной проволоки особенно важна ввиду недопустимости сварки концов проволоки по ГОСТ 7348—63 и 8480—63. Поэтому масса бунта на непрерывных прокатных станах должна быть не менее 400 кг [32].

Микроструктура катанки должна быть однородной сорбитовой. Не допускается общая или местная подкал­ ка (мартенситные или троостито-мартенситные участки). Общая глубина обезуглероженного слоя (феррит+переходная зона) не должна превышать на сторону 1,5% для катанки класса ВК и 1% для катанки особо высо­ кого качества. Размер природного зерна рекомендуется балла 2—4 по шкале ГОСТ 5639—65, действительного зерна — не менее балла 4; разнозернистость не допус­ кается.

Катанка должна быть чистой по неметаллическим включениям. Содержание сульфидов допускается не бо­ лее балла 1, а суммарное количество сульфидов, окси­ дов и силикатов — не более 2,5 баллов (по ГОСТ 1778— 70). Усадочные дефекты не разрешаются:

39

Окалина на катанке должна быть равномерной и лег­ ко удаляться с поверхности при травлении. Масса ее не должна превышать 0,3% массы катанки (не только на наружных, но и на внутренних витках мотков).

Желательно, чтобы глубина рисок и рябоватостп ие превышала 0,10 мм на катанке KTIABK, и чтобы они со­ вершенно отсутствовали на катанке КПАОВК.

Микроструктура и качество поверхности должны оцениваться современными методами контроля п соот­ ветствовать нормам для катанки класса ВК по ОСТ 14-2-71.

Разброс механических свойств ие должен превышать 5—10% [32].

2. ПРОКАТКА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА КАТАНКИ НА ПРОВОЛОЧНОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ

За последние годы в передовых прокатных цехах при­ меняют огневую зачистку заготовок в потоке обжимных станов, высокоскоростной нагрев металла, блочные кон­ струкции трехвалковых чистовых клетей, механизмы ре­ гулируемого охлаждения и другие устройства, в резуль­ тате чего резко повышено качество катанки [32, 33].

Высококачественную катанку прокатывают главным образом на непрерывных проволочных станах [34]. На этих агрегатах устанавливают предварительно напря­ женные чистовые клети, роликовую арматуру и меха­ низмы автоматического петлерегулпрования в чистовых группах клетей [19, 32]. Однако на небольших заводах используют линейные проволочные станы [35].

После горячей прокатки катанка остывает на возду­ хе. Поэтому структура и механические свойства ее недо­ статочно удовлетворительны и однородны. В последние годы стали применять термическую обработку — сорби­ тизацию (патентированпе) катанки с прокатного нагре­ ва, используя различные варианты интенсивного регули­ руемого охлаждения горячей катанки на стане.

Наилучшие структура и свойства катанки получают­ ся после патентирования с прокатного нагрева нитью, а не бунтами. Так, на заводе Роблинг (США) осущест­ влена обработка углеродистой катанки ступенчатым ох­ лаждением водой в потоке [36]. Аналогичная работа в

СССР проведена ЦНИИЧМ и заводом «Красная Этна» [37,38].

40

3. СОРБИТИЗАЦИЯ КАТАНКИ НА ПРОВОЛОЧНОМ СТАНЕ ЛИНЕЙНОГО ТИПА

Исследования на стане1

На заводе «Красная Этна» патентированию с про­ катного нагрева подвергали катанку диаметром 6,5 мм из сталей 65Г и У8А. Процесс осуществляли путем не­ прерывного или прерывного охлаждения катанки нитью проточной водой до субкритических температур. Эвтектоидиого превращения аустенита достигали при после-

Рис. 8. Схема установки для охлаждения катанки водой с прокатного нагрева:

/ — чистовая клеть; Л — моталка; 1—7 — секции охлаждения катанки

дующем непрерывном охлаждении бунта катанки на воздухе. Патентированне производили на проволочном стане 270 с линейным расположением клетей. Скорость прокатки была около 8 м/с. Масса бунта составляла 60—65 кг. Переохлаждение аустенита проводили водой в направляющих трубах, через которые двигалась катан­ ка. Расстояние от чистовой клети до моталки составля­ ло 15 м. Для охлаждения использовали воду с темпера­ турой 22—29° С. Температуру переохлаждения аустени­ та изменяли, варьируя длительность пребывания катан­ ки в воде и на воздухе путем подключения и отключения воды в отдельных секциях. По выходе с моталки бунты охлаждали в атмосферных условиях на металлическом настиле.

Устройство для патентирования катанки на проволоч­ ном стане показано на рис. 8.

Зависимость механических свойств патентированной катанки от ее температуры по выходе с моталки харак­ теризуется кривыми рис. 9.

1 В работе участвовали автор, М. Н. Петров и В. Я. Гурьев (ЦНИИЧМ), В. Ф. Велик, А. Т. Быкадоров и Н. Н. Бусыгин (завод «Красная Этна»).

41