Файл: Колпашников, А. И. Армирование цветных металлов и сплавов волокнами.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 0
Таблица 15
Механические свойства нержавеющей проволоки из сталей типа 18-8, содержащих 0,08—0,15% С*
Диаметр |
Предел прочности, |
Число |
Число |
проволоки, мм |
МН/м2 (кгс/мм2) |
скручиваний |
перегибов |
0,05—0,20 |
2300—2700 (230—270) |
15 |
• — |
0,35 |
2200—2550 (220—255) |
15 |
|
0,40—0,45 |
2150—2500 (215—250) |
7 |
— |
0,50—0,60 |
2100—2400 (210—240) |
7 |
— |
0,65 |
2050—2350 (205—235) |
7 |
— |
0,70 |
2000—2300 (200—230) |
— |
10 |
0,80—0,90 |
1950—2250 (195—225) |
— |
10 |
1,00 |
1900—2200 (190—220) |
— |
ю |
1,20 |
1850—2150 (185-215) |
— |
8 |
1,40 |
1800—2100 (180-210) |
— |
8 |
1,60 |
1800—2100 (180—210) |
— |
7 |
1,80—2,00 |
1750—2000 (175-200) |
— |
7 |
■ 2,60 |
1650—1900 (165—190) |
— |
6 |
3,20 |
1550-1800(155-180) |
— |
5 |
3,50 |
1500—1750(150—175) |
— |
5 |
4,00 |
1450—1700(145—170) |
— |
3 |
4,50 |
1400—1650(140—165) |
' -- |
3 |
■ 5,00 |
1350—1600 (135—160) |
— |
3 . |
5,50 |
1300-1550(130-155) |
— |
2 |
6,00 |
1250—1500 (125-150) |
|
2 |
* riS G 4309—,1959.
2. ВЫСОКОПРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
Высокопрочная проволока из углеродистых и легиро ванных сталей широко применяется для изготовления пружин, тяг, оплеток, тросов и канатов в связи с отлич ным сочетанием показателей прочности и пластичности. Проволока из этих сталей может применяться и в качест ве армирующих волокон [ав» 5000 714#/м 2 (500 кгс/мм2)]
Особенно высокие механические свойства можно по лучать в тонких размерах (диаметр 0,1 мм) проволоки из высокоуглеродистых сталей [49]. Проволока из подав ляющего большинства легированных конструкционных сталей также имеет высокий предел прочности, но усту пающий вышеуказанному: 2300—2800 МН/м2 (230— 280 кгс/мм2). Однако известны отдельные примеры полу чения проволоки с очень высокими свойствами из легиро-
75
ванных сталей* |
(с добавками |
кобальта). Проволока |
из |
||
стали (0,85% С; |
^0,7% Mn; |
s£0,5% |
Мо; |
^ 0 ,5 % |
Сг; |
=£70 , 5% W) при введении в состав 2 % |
Со |
упрочняется |
|||
(диаметр 0 , 1 2 7 мм) до ат= 3 8 6 0 МН/м2 |
( 3 8 6 |
кгс/мм2), а |
|||
при введении 4% Со даже при диаметре 0 , 7 6 мм имеет
сут = = 4 9 2 0 МН/м2 ( 4 9 2 кгс/мм2).
Химический состав углеродистых и легированных ста лей, применяемых для производства высокопрочной про волоки, представлен в табл. 16.
Оптимальным вариантом при производстве проволо ки из сталей с. высоким содержанием углерода (при не обходимости получения наивьгсшей прочности) является сочетание патентирования и последующего холодного волочения. Катанку из высокоуглеродистых сталей диа метром 6,0 мм при патентировании нагревают до темпера тур аустенизации (860—940°С), выдерживают при этой температуре, а затем подвергают ступенчатому ох лаждению. Для стали марки У12А целесообразен сверх высокий нагрев (до 1100—11Э0°С) в патентировочных печах (нагрев производят газовым, мазутным топливом) либо в электрических протяжных печах. Наиболее эко номичны установки для патентирования с электроконтактными средствами нагрева, которые позволяют умень шить время превращения в 4,5 раза [51].
Ступенчатое охлаждение заключается в погружении нагретой нити катанки или передельной заготовки в ван ну с расплавом свинца или расплавом смеси солей (тем пература ванн 410—55042), окончательно металл охлаж дается на воздухе или в воде.
В табл. 17 даны рекомендуемые температуры нагре ва и охлаждения в ваннах для сталей с различным со держанием углерода.
С увеличением диаметра проволоки необходимо’ сни жать температуру ванны во избежание получения грубодифференцированных структур.
Свинцовые ванны обладают большей охлаждающей способностью, поэтому их температура на 30—40 град выше, чем солевых ванн. Применение расплава свинца сопряжено с опасностью загрязнения воздуха, кроме то го, остатки свинца труднее удалять с поверхности стали,
поэтому в последние годы все шире применяют солевые ванны.
Пат. (США), кл. 148—36, № 3507711, 1970.
76
Т а б л и ц а IS
Химический состав углеродистых и легированных сталей [50], %
Марка стали |
С |
Мп |
Si |
Сг |
70 |
0,67—0,75 |
0,50—0,80 |
0,17—0,37 |
<0,25 |
75 |
0,72—0,80 |
0,50—0,80 |
0,17—0,37 |
<0,25 |
85 |
0,82—0,90 |
0,50—0,80 |
0,17—0,37 |
<0,25 |
У7А |
0,65—0,74 |
0,15—0,30 |
0,15—0,30 |
<0,25 |
У8А |
0,75—0,84 |
0,15—0,30 |
0,15—0,30 |
<0,25 |
У9А |
0,85—0,94 |
0,15—0,30 |
0,15—0,30 |
<0,15 |
У10А |
0,95—1,04 |
0,15—0,30 |
0,15—0,30 |
- 0,15 |
У11А |
1,05—1.14 |
0,15—0,30 |
0,15—0,30 |
<0,15 |
У12А |
1,15—1,24 |
0,15—0,30 |
0,15—0,30 |
0,15 |
55ГС |
0,52—0,60 |
0,60—0,90 |
0,50-0,80 |
<0,30 |
50ХГ |
0,46—0,54 |
0,70—1,00 |
0,17—0,37 |
0,90—1,20 |
50ХГА |
0,47—0,54 |
0,80—1,00 |
0,17—0,37 |
0,90—1,20 |
55ХГР |
0,52—0,60 |
0,90—1,20 |
0,17—0,37 |
0,90—1,20 |
50С2 |
0,47—0,55 |
0,60—0,90 |
1,50—2,00 |
• 0,30 |
55С2 |
0,52—0,60 |
0,60—0,90 |
1,50—2,00 |
<0,30 |
S5C2A |
0,53—0,58 |
0,60-0,90 |
1,50—2,00 |
<0,30 |
60С2 |
0,57—0,65 |
0,60—0,90 |
1,50—2,00 |
<0,30 |
60С2А |
0,58—0,63 |
0.60—0,90 |
1,60—2,00 |
<0,30 |
70СЗА |
0,60—0,74 |
0,60—0,90 |
2,40—2,80 |
<0,30 |
50ХФА |
0,46—0,54 |
0,50—0,80 |
0,17—0,37 |
0,80—1,10 |
50ХГФА |
0,48—0,54 |
0,80—1,00 |
0,17—0,37 |
0,95—1,10 |
45ХНМА |
0,42—0,50 |
0,50—0,80 |
0,17—0,37 |
0,80—1,10 |
70С2ХА |
0,65—0,75 |
0.40—0,60 |
1,40—1,70 |
0,20—0,40 |
50ХСА |
0,45—0,55 |
0,30—0,50 |
0,80—1,20 |
0,90—1,20 |
60С2ХА |
0,56-0,64 |
0,40—0,70 |
1,40—1,80 |
0,70—1,00 |
60С2ХФА |
0,56—0,64 |
0,40—0,70 |
1,40—1,80 |
0,90—1,20 |
65С2ВА |
0,61—0,69 |
0.70—1,00 |
1,50—2,00 |
<0,30 |
60С2Н2А |
0,56-0,64 |
0,40—0,70 |
1,40—1,80 |
<0,30 |
55СГ2Р |
0,52—0,60 |
1,40—1.70 |
1,00—1,40 |
<0,30 |
70СЗХМВА |
0,67—0,73 |
0,40—0,60 |
2,4—2,6 |
0,50—0,65 |
60Г |
0,57—0,65 |
0,70—1,00 |
0,17—0,37 |
<0,25 |
65Г |
0,62—0,70 |
0,90—1,20 |
0,17—0,37 |
<0,25 |
70Г |
0,67—0,75 |
0,90—1,20 |
0,17—0,37 |
- 0,25 |
Ni |
Другие элементы |
||
<0,25 |
|
|
|
<0,25 |
___ |
|
|
<0,25 |
___ |
|
|
<0,25 |
___ |
|
|
<0,25 |
___ |
|
|
<0,20 |
___ |
|
|
<0,20 |
___ |
|
|
<0,20 |
___ |
|
|
<0,20 |
___ |
|
|
<0,25 |
___ |
|
|
• 0,25 |
___ |
|
|
<0,25 |
___ |
|
|
<0,25 |
0,002—0,005 В |
||
<0,25 |
— |
|
|
<0,25 |
— |
|
|
■<0,25 |
— |
|
|
<0,25 |
_ |
|
|
<0,25 |
— |
|
|
<0,25 |
_ |
|
|
--0,25 |
0,10—0,20% V |
||
' 0,25 |
0,15—0,25% V |
||
1,30—1,8 |
0,20—0,30% V, |
0,10—0,20% W |
|
_ |
— |
|
|
<0,25 |
___ |
|
|
- 0,25 |
— |
|
V |
- 0,25 |
0,1-0,2% |
||
0,25 |
0,8-1,2% |
W |
|
1,4—2,7 |
— |
0,002—0,005% В |
|
<0,40 |
0,03—0,06% Ti, |
||
—0,40—0,60% Мо, 0,45—0,60 % W-
<0,25 |
— |
■0,25 |
— |
■0,25 |
— |
Таблица '17
Влияние содержания углерода в стали на температуру нагрева
|
и охлаждения катанки или проволоки в установках |
|
|||||
|
|
для патентирования |
[52] |
|
|
||
Содержа |
|
Температура, °С, при диаметре проволоки, мм |
|
||||
|
|
|
|
|
У |
|
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
углерода, |
1.0 |
2,0 |
3,0 |
|
4,0 |
5,0 |
6,0 |
% |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,50 |
885 |
895 |
905 |
• |
915 |
925 |
935 |
505 |
490 |
475 |
|
460 |
445 . |
430 |
|
|
|
||||||
0,60 |
880 |
890 |
900 |
|
910 |
920 |
930 |
510 |
495 |
480 |
|
465 |
450 |
435 |
|
|
|
||||||
0,70 |
875 |
885 |
895 |
|
905 |
915 |
925 |
515 |
500 |
485 |
|
470 |
455 |
440 |
|
|
|
||||||
0,80 |
870 |
880 |
890 |
|
900 |
910 |
920 |
520 |
505 |
495 |
|
480 |
465 |
450 |
|
|
|
||||||
0,90 |
865 |
875 |
885 |
|
895 |
905 |
915 |
530 |
515 |
500 |
|
485 |
470 |
455 |
|
|
|
||||||
1,00 |
860 |
870 |
880 |
|
890 |
900 |
910 |
535 |
520 |
505 |
|
490 |
475 |
460 |
|
|
|
||||||
П р и м е ч а н и е . |
В числителе — температура нагрева, |
в знаменателе — |
|||||
температура ванны охлаждения. |
|
|
|
|
|
||
Оптимальную температуру |
патентирования |
[49, 50] |
|||||
можно определить по формуле |
|
|
|
|
|||
|
|
^нагр = |
900~ 50С + |
10 Д |
|
(77) |
|
где С —содержание углерода, %;
D — диаметр патентируемой волочильной заготовки,
MIM.
Минимальное время выдержки в печи рассчитывают по различным формулам в зависимости от диаметра па тентируемой заготовки:
а) для диаметрOIBне менее 5 мм
Tmin = 30 + |
5 D2 МИН, |
(78) |
б) для диаметра менее 5 мм |
|
|
Т+т = 3 0 + 5 |
~ D2 мин, |
(79) |
где D — диаметр, мм.
78
Высокоуглеродистые стали можно обрабатывать на мартенсит и бейнит, но чаще всего их обрабатывают на
тонкоплаегашчатый перлит.
Для получения однородной структуры заготовки пе ред патенти(рование1м целесообразно провести высоко температурную нормализацию. Например, для катанки или проволоки из стали марки У9А оптимален следую щий режим: нагрей до Ю50°С с выдержкой при этой температуре в течение 15 мин и последующее быстрое воздушное охлаждение.
Заготовку после термической обработки — нормали зации и патентир01вания ■— подготавливают к волочению. Подготовка заключается в очистке поверхности металла и нанесении подсмазочных покрытий.
Очистку поверхности после патентирования произво дят погружением в сернокислотный раствор (И —15%
H2S 0 4) , нагретый до 50—70°С, на |
16—25 мин. Если ис |
|
пользуется более слабый раствор |
той же кислоты |
(7— |
11%), несколько повышают его |
температуру (до |
60— |
80,о'С). После промывки на поверхность проволочной за готовки наносят различные одно- и двухслойные иодсмазочные покрытия.
Например, при нанесении покрытия буры в состав
ванны |
(температура 65—85°С) |
входит |
10—14% |
Na2B40710 Н20 . |
|
|
|
В настоящее время еще достаточно широко исполь |
|||
зуется омеднение. Эту операцию |
производят |
при ком |
|
натной температуре в купоросной ванне с 2—3 % медно го купороса и 2—3% серной кислоты в течение 30—'60 с. При выполнении омеднения необходимо контролировать содержание сульфата железа FeS04 в ванне — оно не должно превышать 7,6%.
Для волочения высокоуглеродистых сталей можно использовать известково-солевое покрытие, стеклянное покрытие и др.
После нанесения покрытия производится сушка при температуре 200—250°С в течение 15—20 :мин.
Волочение высокоуглеродистых сталей производят с единичными обжатиями 15—37%, исходя из общеизвест ного принципа постепенности снижения деформаций по переходам.
Волочение высокопрочной проволоки из углеродис тых сталей на заключительном этапе производят, с высо кими скоростями и относительно малыми единичными оЯ.
79