книги / Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки

Режим патентирования проволоки диам. 1,8 мм из стали У9А (0,92% С)

Далее производилось волочение патентированных заготовок на проволоку диам. 0,3 мм на сухой мыльной смазке с частными обжатиями около 10%.

В табл. 10 приведены результаты испытаний патентирован­ ных заготовок и проволоки после волочения.

При испытании протянутой проволоки, кроме предела проч­

патенти'рованных заготовок. Разброс предела прочности в каж­ дом отдельном бунте незначителен.

В табл. 12 приведены свойства проволоки диам. 0,3 мм, изго­ товленной по различной технологии из стали с высоким содер­ жанием углерода.

* Хрупкая.

Анализ данных, приведенных в табл. 12, показывает, что про­ волока, изготовленная из стали У9А и У12А с применением вы­ сокотемпературного нагрева, имеет при близких значениях вяз­ кости значительно более высокий предел прочности (362— 384 кг/мм2) по сравнению с проволокой, изготовленной по обыч­ ной технологии (315 кг/мм2).

Проволока, полученная из стали У12А с применением высо­ котемпературных режимов обработки, имеет также значительно более высокие свойства, чем проволока из стали У9А. При близ­ ких свойствах вязкости предел прочности проволоки из стали У12А более высокий по сравнению с проволокой из стали У9А, подвергнутой высокотемпературному патентированию в состоя­ нии заготовки. Свойства проволоки из стали У12А, изготовлен­ ной двумя различными способами (высокотемпературное патентирование и высокотемпературная нормализация с последующим патентированием), очень близки.

Высокие свойства проволоки из металла, подвергнутого вы­ сокотемпературному патентированию, свидетельствуют о целесо­

образности использования такого способа термической обработ­ ки для заготовок тонких сечений из высокоуглеродистых сталей.

Режимы высокотемпературного патентирования для проволо­ ки диам. 1,4 и 1,8 мм (табл. 8 и 9) очень резко отличаются от обычных /применяемых на заводах режимов для указанных диа­ метров как по температуре в надмуфельном пространстве и тем­ пературе нагрева проволоки по выходе из печи (обычно они зна­ чительно ниже), так и" по .скорости патентирования, которая обычно в несколько раз больше.

Высокотемпературный режим нагрева и малая скорость па­ тентирования способствует росту зерна аустенита, а это обеспе­ чивает получение крупного зерна в патентированной стали, что в свою очередь приводит к повышению прочностных и пласти­ ческих свойств проволоки после волочения.

Высокие прочностные и пластические свойства проволоки (табл. 11) послужили основанием для разработки новых Техни-

ЧМТУ

ческих условий ■цНИИЧМ 395—60 на проволоку с пределом

прочности более 350 кг/мм2. Проволока с таким высоким преде­ лом прочности «ранее не производилась.

3. ВЛИЯНИЕ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ НА СВОЙСТВА ПРОВОЛОКИ

Обезуглероживание оказывает отрицательное влияние на свойства проволоки. С увеличением глубины обезуглероженного строя снижаются прочностные свойства патентированной за­ готовки и полученной из нее проволоки (табл. 13).

Кроме того, при волочении с высокой степенью обжатия про­ волока из обезуглероженной заготовки рвется, так как внутрен­ ний (необезуглероженный) слой, обладая высоким сопротивле­ нием пластической деформации, вызывает такие высокие усилия волочения, что они превышают прочность обезуглероженных слоев, в результате чего на поверхности проволоки образуются микронадрывы, приводящие к концентрации напряжений и раз­ рушению металла.

ВЛИЯНИЕ ХОЛОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

НА ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРОВОЛОКИ

В результате холодной пластической деформации свойства металла, полученные после прокатки или приобретенные в ре­ зультате термической обработки, существенно меняются.

На изменение свойств металла при деформации оказывают влияние многие факторы: химический состав, структура, вели­ чина зерна, степень деформации, величина и распределение част­ ных обжатий в маршруте волочения, профиль волочильного ин­ струмента, скорость волочения, температура деформации и др.

Принято считать, что при холодной пластической деформации металла повышаются его прочностные характеристики и снижа­ ются свойства пластичности. Это явление называют накле­ пом.

1. ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА, ДИАМЕТРА ПАТЕНТИРОВАННОИ ЗАГОТОВКИ, ВЕЛИЧИНЫ ЧАСТНЫХ

И СУММАРНЫХ ОБЖАТИЙ НА ИЗМЕНЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРОВОЛОКИ

Известно, что предел прочности проволоки повышается с уве­ личением содержания углерода в стали, а также частных и сум­ марных обжатий.

Вопросу предопределения предела прочности проволоки по­ святили свои работы многие исследователи [7, 8], [46—48], [56], [58], [63-69].

Предел прочности проволоки после волочения а6п можно

представить себе в виде суммы двух слагаемых: предела проч­ ности термически обработанной (патентированной) заготовки аь и прироста предела прочности Деть, полученного в результате деформации.

Предел прочности патентированной заготовки на заводах обычно обусловливается нормативными таблицами или может быть определен по формуле (8), а также по формулам других авторов [47, 48].

6В

Для определения прироста предела прочности проволоки, протянутой из патентированной заготовки с различным содержа­ нием углерода, автором еще в 1948 г. [46] была предложена фор­ мула.

При сравнении результатов расчета по этой формуле с экспе­ риментальными данными, опубликованными в литературе, а также с данными повседневной заводской прокатки установлено, что прирост предела прочности проволоки при ее волочении за­ висит от размера патентированной заготовки, а именно — с уве­ личением диаметра заготовки при неизменных частных и сум­ марных обжатиях прирост предела прочности протягиваемой проволоки увеличивается.

Формулы, приведенные в работах [8], [46], [48], [64], [69], и графические зависимости, указанные в трудах [7], [65-5-67], не учитывают этого фактора, а также .влияния частных обжатий (за исключением [47]). Для выяснения количественной зависимости изменения прироста предела прочности патентированной заго­ товки при изменении содержания углерода, диаметра заготовки, величин частных и .суммарных обжатий автором в 1949— 1950 гг. было выполнено специальное исследование.

Исследование проводили на стали марок 45, 70 и У8А (табл. 14). Диаметры патентированной заготовки, ее пределы прочности (среднее значение из пяти испытаний) и частные об­ жатия при волочении приведены в табл. 15.

Влияние различных факторов на изменение прироста преде­ ла прочности проволоки приведено в табл. 16, 17 и 18. Анализ этих таблиц позволяет сделать следующие выводы.

а. Прирост предела прочности проволоки после волочения по­ вышается с увеличением содержания углерода в стали, диамет­ ра заготовки, а также частных и суммарных обжатий.

б. Изменение содержания углерода (С) на 0,1% оказывает влияние на прирост предела прочности протягиваемой проволо­ ки в такой же степени, как и изменение диаметра D патентиро­ ванной заготовки на 4 мм или частных обжатий q на 10%. Такая зависимость характерна при всех значениях суммарных обжа­ тий.

При суммарном обжатии Q= 87% прирост предела прочно­ сти с достаточной для практических целей точностью может быть определен по уравнению

в чем можно убедиться по данным, приведенным в табл. 19.

и45 (знаменатель) с изменением содержания углерода, диаметра заготовки

ичастных обжатий при величине А = 0,9375

Если в выражении (24) будут меняться два или даже все три слагаемых без изменения величины суммы, то прирост пре­ дела прочности при данном значении суммарного обжатия оста­ нется примерно одинаковым.

Данные табл. 20, а также данные, приведенные ниже, иллю­ стрируют справедливость высказанного положения для сталей с различным содержанием углерода, диаметром заготовки и част­ ными обжатиями, но с одинаковой суммой А:

Из данных табл. 21 следует, что при суммарных обжатиях Q<87% произведение A -Q больше прироста Даь. При Q= 87%, А меньше прироста Да*,, а при Q= 87% оно примерно равно при­ росту Деть,

Т а б л и ц а 21

Зависимость между произведением AQ (числитель) и приростом предела прочности, кг/мм2 (знаменатель), при волочении проволоки

из патентированной заготовки

Чтобы результаты расчетов по формуле (24) удовлетвори­ тельно сходились с опытными данными также и при суммарных обжатиях, отличных от 87%, в нее следует ввести коэффициент, снижающий прирост Даь при обжатиях Q<87% и повышающий его при обжатиях Q>87% в соответствия с фактическими пока­ зателями.