книги / Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки

большее относительное сужение, число перегибов и число скру­ чиваний. При этом, если в стали 40 (0,39% С) проволока после волочения имеет относительное сужение, число перегибов и чис­ ло скручиваний большие, чем у патентированной заготовки (со­ ответственно на 2,8; 23,5 и 6,4%), то у стали У8А (0,83% С) это повышение составляет: по относительному сужению на 35%., по числу .перегибов в 4,4 раза и по числу скручиваний в 2,9 раза.

Пластические свойства армко-железа перед деформацией зна­ чительно выше, чем у ;патентирова»ных сталей 40 и У8А. У ста­ ли 40 эти свойства выше, чем у стали У8А (рис. 43). При дефор­

интенсивно у стали У8А. В результате при обжатии около 80% (пластические свойства проволоки из сталей 40, У8А и армко-же- леза становятся очень близкими, однако предел прочности зна­ чительно отличается: у армко-железа он составляет 72 кг!мм2, v стали 40—135 кг/мм2 и у стали У8А — 200 кг/мм2.

Число перегибов и ход кривой его изменения (рис. 43, е) в значительной мере зависят от диаметра проволоки и радиуса губок при испытании. Поэтому числа перегибов, как и числа скручиваний, могут быть попользованы для сравнивания .прово­ локи только одинакового диаметра. *

По мере уменьшения диаметра числа перегибов и числа скру­ чиваний проволоки при волочении ее из патентированной заго­ товки возрастают по сравнению с проволокой, прошедшей в за­ готовке другие виды термической обработки (рис. 43, а).

Прирост предела прочности армко-железа за первую протяж­ ку относительно высок. При деформации этого металла .происхо­ дит понижение пластичности, как у отожженных сталей с высо­ ким пределом прочности после первой протяжки (табл. 24).

У патентированного металла при сравнительно низком при­ росте предела прочности наблюдается повышение пластиче­ ских свойств проволоки после первой протяжки.

.Проволока из патентированной заготовки имеет также наи­ меньшее отношение предела прочности после волочения к .пре­ делу прочности термически обработанной заготовки (рис. 43, г).

Таким образом, для стали данного химического состава со­ поставлением «прироста предела прочности после первой про­ тяжки можно определить тенденцию изменения пластических свойств деформированного металла.

С другой стороны, полученные результаты экспериментов по­ казывают, что по относительному сужению, истинному сужениюудлинению, числу перегибов и числу скручиваний металла в ис-

* Относительное сужение площади поперечного сечения и истинное су­ жение — истинное удлинение обладают по сравнению с числами перегибов и скручиваний и тем преимуществом, что не зависят от диаметра испыты­ ваемой проволоки.

спичности, .минимум прироста предела прочности и минимум интенсивности рентгеновских отражений (а значит, и напряже­ ний III рода) соответствуют обжатию около 80% (рис. 45).

При волочении армко-железа повышается прочность и сни­ жаются его пластические свойства (рис. 43).

Возникновению напряжений и снижению пластических свойств металла при его деформации способствуют также гра­ ницы зерен и другие несовершенства кристаллического строения.

При деформации стали со структурой зернистого перлита изменения величины зерен цементита и их формы не наблюдает­ ся (рис. 42). Однако в этом случае происходит значительное^ по­ вышение предела прочности и снижение пластических свойств после первой протяжки (табл. 24) благодаря вдавливанию в очаге деформации зерен цементита в ферритную составляющую, вследствие чего происходит неравномерная деформация ферри­ та, возникают искажения кристаллической решетки и появля­ ются напряжения. Микроструктура зернистого цементита в де­ формированном состоянии (рис. 42) и перлита после значитель­ ной деформации (рис. 41, г) при небольшом увеличении в 540 раз не имеет резкого различия.

При деформации отожженной стали с грубопластинчатым це­ ментитом происходит ориентация .пластинок цементита в направ­ лении оси деформации, и уже на .первой протяжке наблюдается дробление цементита как,в стали У8А (рис. 41, а и б), так и в стали марки 40 (рис. 39, а и б); при этом резко возрастает пре­ дел прочности (табл. 24).

Дальнейшая деформация стали с грубопластинчатым цемен­ титом также измельчает цементит и ориентирует его в нашравлении оси деформации. При обжатии 78% структура стали пред­ ставляет собой обломки цементитных .пластин (рис. 39, г и 41, г), а пластичность металла очень-низка (рис. 43).

Микроструктурный механизм пластической деформации патентированной стали с высокодисперсными тонколластинчатыми частицами отличается от деформации стали с г.рубопластинчатым и зернистым цементитом.

При волочении патентированной стали после первой -протяж­ ки происходит преимущественно поворот пластинок цементита в направлении оси деформации без существенного их разруше­ ния (рис.; 38, а и б; рис. 40, а и б), а не дробление цементитных пластинок, как это наблюдается в отожженной стали (рис. 39, а и б; рис. 41, а и б).; Преимущественный поворот высокодисперс­ ных пластинок цементита при деформации патентированной ста­ ли не приводит к такому резкому приросту предела прочности при .первой протяжке, как в отожженной стали (табл. 24), где происходит дробление цементита.

С увеличением степени деформации проволоки с исходной сорбитной структурой происходит дальнейшая ориентация плас­ тинок цементита в направлении оси волочения вследствие их

существенного .их -раздробления (рис. 38, а, б и г, рис. 40, а, б и г). Этот процесс происходит до обжатия, близкого к 80%. Даже при обжатии, близком к 80%, существенного дробления высокодисперсного пластинчатого цементита не наблюдается (рис. 38, в

и 40, г) д При обжатии, близком к 80%, подавляющее большинство

цементитных пластинок ориентировано вдоль оси волочения; пластические свойства металла достигают максимального зна­ чения (рис. 31, 34, 43 и 44), а прирост предела -прочности за каж­ дую отдельно взятую протяжку минимален (рис. 44).

При обжатии более 80% ферритная составляющая приобре­ тает уже довольно высокую прочность. Вследствие этого в слу­ чае волочения патентированной заготовки при обжатиях более 80% происходит дробление цементитных пластинок (рис. 38, г и 40 б), сопровождающееся понижением пластических свойств (рис. 31, 34, 43 и 44) и повышением прироста предела прочнос­ ти за каждую отдельно взятую протяжку (рис. 44).

При обжатии до 80% в патентированной стали У8А наблю­ дается’ более интенсивный подъем пластичности, чем в стали с пониженным содержанием углерода (рис. 31, 43 и 44). Это и дало основание полагать о целесообразности использования заэвтектоидных сталей, например У12А, не применяемых в миро­ вой практике при производстве высокопрочной проволоки. Ре­ зультаты использования стали У12А дл-я изготовления высоко­ прочной проволоки описаны выше.

Более интенсивное повышение пластических свойств прово­ локи с повышением содержания углерода в стали объясняется более дисперсным состоянием и более равномерным распреде­ лением цементита. Поэтому в высокоуглеродистой стали веро­ ятность возникновения перенапряженных участков феррита изза неравномерной деформации меньше, чем в стали с понижен­ ным содержанием углерода.

При увеличении частных обжатий прирост предела прочнос­

Изменение пластических свойств проволоки в результате хо­ лодной деформации связано с искажением кристаллической ре­ шетки (табл. 25).

Таким образом, изменение свойств проволоки в процессе ее волочения тесным образом связано с количеством, формой, дис­ персностью и формоизменением второй фазы.

Попробуем объяснить экспериментальные данные с точки зрения некоторых положений теории дислокаций.