Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
7 Mб
Скачать

вследствие

увеличения количества карбидов,

раздробляемых

в процессе

деформации. Боас и Харгривс [70], а затем

Юри

и Вейн [71] установили, что в участках зерен

алюминия,

при­

легающих к границе, деформация всегда затруднена. На осно­ вании этого можно полагать, что увеличение диаметра деформи­ руемой проволоки приводит к повышению прироста предела прочности вследствие увеличения-протяженности границ между, зернами .в сечении, подвергнутом деформации. На границах зе-' рен, как указывает Рид [61], концентрируютсянесовершенства кристаллического строения; юни и оказывают, по-видимому, влияние на повышение прироста предела прочности при увели­ чении диаметра заготовки.

Несмотря на сложность выражения, определение прироста предела прочности по формуле, (26) с помощью логарифмиче­

ской линейки занимает очень мало времени; можно пользовать­ ся также построенной автором номограммой (рис. 23), которая соответствует этой формуле.

Сходимость результатов расчета по формуле (26) с экспери­ ментальными данными удовлетворительна даже при широких вариациях входящих в нее величин (рис. 24).

На рис. 25 и 26 показана, например, сходимость эксперимен­ тальных данных для сталей марок 55 и У8А* с расчетными по

формуле (26) автора

и формулам других исследователей:

 

 

l,9 c b { \ - \ g V 100 — Q )

(27)

 

0,1351^100—7 ^

 

 

 

 

(28)

О формулах (27),

(28) см. подробно в [47] и [48].

 

На рис. 27 сопоставлены расчетные значения прироста пре­ дела прочности по формулам (26—28) с фактическим материа­ лом 1из практики заводов. Металл для проволоки 87 производ­ ственных партий был выплавлен на девяти различных заводах, а изготовление проволоки производилось на семи заводах. Ис­ ходные характеристики в производственных партиях проволоки колеблются в широких пределах:

С. %

аь ,кг/ммг

D, мм

q, %

Q, %

d,

0 ,3 3 — 1,01

8 5 ,0 — 146,3

1,1 — 6,2

10,9 — 32,7

55,4 — 94,85

0,25 — 4,0

Для большинства партий число испытаний проволоки пре­ вышало 100, а для многих составляло до 500 и более.

Анализ сходимости формул с экспериментальными и практи­ ческими данными показывает, что выражение (26) наиболее универсально и дает наибольшее совпадение, чем формулы (27)

* Состав стали приведен в табл. 14; диаметр патентированной заго­ товки, ее предел прочности и частные обжатия указаны в табл. 15.

Рис. 24. Прирост преде­ ла прочности проволоки, протянутой и з. патентированной заготовки диам. 6,1 мм (сплошная ли­

ния — фактический; пунктир — расчетный):

1 — сталь с 0,85%С, ча­ стные обжатия 33,5%; 2 —

сталь с 0,85% С, частные обжатия 18.5%: 3 — сталь

с 0,45% С, частные обжа­ тия 33.5%

Суммарное обжатие,%

4,ÔÔ

ДА?

3,0 Д64 2J3 ДА? 1J9 tjâ IJ9 \Д 1,07 ДО

 

 

Дилметр пробтки.,мм

 

0

37,5

61,7 70J 77,0 62,4 66,4 6Д4 91,7 93,7 95,1

96,24

 

 

CqMMapHoe рбжати.е,%

 

Рис. 25. Прирост предела прочности проволоки из стали марки 55, протянутой из патентированной за­ готовки с различными частными обжатиями:

1 — фактический; 2 — расчетный по формуле (26); 3 — расчетный по формуле (27); 4 — расчетный по формуле (28)

,и (28). Формула (27) дает значительно меньшее отклонение от фактических данных, чем формула (28). Из 87 производствен­ ных партий (рис. 27) формула (26) имеет абсолютное минималь­ ное отклонение от фактических данных в 55 партиях (63%), формула (27) — в 26 партиях (30%) и формула ((28) — только

W

3,Ô3

3,0 2fi* 2J3 2,03 1,79 tfô \,39 1,22 1,07 0,9*

 

 

Диаметр продолоки,мн

о37,6 61,7 7<$ Щ ага вба asa at,7щ,I яала

Суммарное обтатие, %

Рис. 26. Прирост предела прочности проволоки иъ сталей марок 55(0,56% С) и У8А (0,83% С), протя­ нутой из патентированной заготовки диам. 4,85 мм с частными обжатиями около 22%:

1 — фактический; 2 — расчетный по формуле (26)\ 3 — рас­ четный по формуле (27); 4 — расчетный по формуле (23)

в 6 партиях (7%). По формуле (27) получаются завышенные (55 из 87 партий), а по формуле (28) в подавляющем большин­ стве заниженные (80 из 87 партий) результаты, что видно также из рис. 25 и 26.

При расчете получились отклонения от фактических данных не более 2%: по формуле (26) для 31 партии, по формуле (27) для 18 партий и по формуле (28) только для 6 партий (рис. 28). В подавляющем большинстве партий (в 77 из 87) формула (26) дает отклонение, не превышающее 6% от фактических данных.

74

123U5

tO'

20 25

30

33

40 45

50

55

60 65

70

75 QO 65 67

 

 

 

 

 

Номера партии.

 

 

 

 

Рис. 27. Прирост предела прочности фактический и полученный путем расчета по различным формулам:

/ — фактический; 2 — расчетный по фор-муле (26); 3 - расчетный-по формуле (27); 4 — расчетный по формуле (28)

сл

Такое же

отклонение формула (27) дает только в 46 партиях,

а формула

(28) всего лишь в 11 партиях.

Максимальное отклонение от фактических данных состав­

ляет: по формуле (26) — 11,5%, по формуле (27)— 22%, а по

формуле (28) — 45%.

Формулы (27) и (28) не учитывают влияния диаметра патентированной заготовки, с увеличением которого прирост предела прочности также увеличивается. Поэтому,при толстых заготов­

ках формула (27) дает заниженные, а-формула

(28) — даже рез­

ко заниженные результаты (партии № 1, 3, 7,

15, 29, 48, 66 на

32 — - ч

 

\

1

 

 

т

 

 

Г"

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

_ | ________

гч

 

 

\ V

 

 

 

1

 

 

I

 

е 20

 

 

1 1-------- I

 

1

 

 

 

— 1

и

 

\ ------

 

 

U

 

%

 

/

\

 

 

X

 

 

 

 

\

 

 

 

1

 

 

 

-------\N

------/

 

V

 

j

 

3 /2

3

 

V

 

/

ч .

 

 

 

 

 

 

\1. \

 

 

\

 

 

 

±\

 

 

 

ЧУ""-

 

**:

Lji__

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

}

 

 

N

.

Ч

V

 

 

 

 

\

т к

ч ,

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

«

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

1

 

I

 

 

 

 

 

 

Отклонение от ф а кт и че ски х данных

 

 

 

Рис. 28. Отклонение прироста предела прочности, полученного путем

расчета

 

по

различным формулам,

от фактических результатов за­

 

 

 

 

 

 

 

водской практики:

 

 

 

 

1

по формуле

(26); 2 — по формуле (27); 3

— по формуле

(28)

рис. 27); при тонких заготовках формула

(27) дает завышенные

результаты, а для формулы (28) наблюдаются меньшие откло­ нения от фактических данных, чем обычно (рис. 27, партии 23, 57, 68, 69, 70, 71, 77 и 78).

С уменьшением диаметра заготовки повышается ее предел прочности после патентирования. В формулах (27) и (28) при­ рост предела прочности пропорционален пределу прочности патентированной заготовки, поэтому результаты расчетов для тон­ ких заготовок с повышенным пределом прочности выше, чем для толстых, что не соответствует практическим данным. В партиях № 8, 14, 16, 30, 34, 39, 57, 77, 78 и 82 (рис. 27) предел прочности патентированных заготовок несколько повышен по сравнению с нормальным по формуле (8), а в партиях 3, 7, 12, 15, 56, 63, 86 он несколько понижен. Расчётные значения прироста предела прочности по формулам (27) и (28) имеют в первом случае рез*

76

ко повышенные значения по сравнению с партиями, расположен­ ными слева и справа от указанных, а во втором случае — пони­ женные; фактический же прирост не имеет резкого изменения, Таким образом, введение в формулы (27) и (28) предела проч­ ности патентированной заготовки в качестве коэффициента, влияющего на прирост предела прочности проволоки после во­ лочения, является второй причиной отклонения расчетных зна­ чений прироста предела прочности от фактических, получаемых

по этим формулам.

Формула (28) не учитывает влияния частных обжатий, что является третьей причиной отклонения. Лишь при обжатиях,

Порвдкобый ы'Ьротмщ

Порядкобый N*протяжки

а

б

Рис. 29. Прирост предела прочности за каждую отдельно взятую протяжку

аьел для проволоки из стали с содержанием углерода 0,45%

(а)

и 0,85%

(б).

1 — фактический; 2 — расчетный по формуле

(26); 3 -

расчетный

по

формуле

(27);

4 —.расчетный по формуле (28)

 

 

 

частных около 12% и суммарных

более

70—80%^ расчеты по

формуле (28) дают результаты, довольно близкие к фактиче­ ским. Такие малые частные обжатия попользуются только при изготовлении сравнительно мало применяющейся проволоки с высоким пределом прочности из высокоуглеродистой стали.

При волочении проволоки из патентированной заготовки с

равными частными обжатиями прирост предела прочности за каждую отдельно взятую протяжку Дабед вначале уменьшается

от протяжки к протяжке, достигая минимальных значений при суммарном обжатии около 80%, а затем возрастает (рис. 29). Формулы (27) и (28) не отражают истинного хода кривой при­ роста предела прочности. В случае равенства частных обжатий формула (27) даег одинаковый прирост предела прочности во

всех протяжках, поэтому расчетные кривые прироста дважды пересекают экспериментальные кривые (рис. 25 и 26), а при оп­

ределении прироста предела прочности по формуле (28) эта ха­ рактеристика повышается от протяжки к протяжке (рис. 29). Формула (26) соответствует истинному ходу кривой прироста предела прочности.

2.ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА, ВЕЛИЧИНЫ ЧАСТНЫХ

ИСУММАРНЫХ ОБЖАТИИ НА ИЗМЕНЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОВОЛОКИ

Я. Б. Фридман указывает [72], что относительное сужение точнее характеризует пластические свойства металла, чем отно­ сительное удлинение; но он считает более совершенной характе­ ристикой пластичности истинное сужение-истинное удлине­ ние (е):

где /о — начальная длина образца (до испытания); /к — конечная длина образца (после испытания);

Ф — относительное сужение;

(до испыта­

Р0 — начальная площадь поперечного сечения

ния);

(после испы­

FK — конечная площадь поперечного сечения

тания).

 

Применительно к проволоке влияние степени обжатия на из­ менение истинного сужения-истинного удлинения в литературе не описано.

Работы, проведенные Бабошиным, Смирновым и Масловым [73], Помпом [74] и другими исследователями, показали, что с увеличением суммарных обжатий пластические свойства прово­ локи (ф), протянутой из патентированной заготовки, снижаются. М. Вонзель [75] наблюдал возрастание ф, значение которого до­ стигало максимума при обжатии около 80%, а затем оставалось постоянным или слегка уменьшалось. По данным В. Я. Зубова [10] максимальное значение ф у проволоки из стали У8А соот­ ветствовало обжатию 82%; эти данные не дают, к сожалению; представления об изменении ф при обжатий до 71%. Таким' об­ разом, исследователями получены противоречивые результаты и судить по ним о закономерности изменения пластичности прово­ локи из патентированной заготовки очень трудно. В многочис­ ленной литературе процесс холодной деформации связывают с непременным падением пластических свойств металла. Авторы книг по волочильному и канатному производству, вышедших за последнее десятилетне .[76, 77], также придерживались мнения,

что

с увеличением степени обжатия пластичность проволоки

(ф)

из патентированной заготовки снижается.

В исследованиях автора в качестве характеристики пластич­ ности проволоки принято относительное сужение площади по­

перечного сечения < и истинное сужение-истинное удлинение е. Диаметр шейки после разрушения при растяжении образцов проволок измеряли: при диам. 1,8 мм и более микрометром с за­ остренными концами, при диам. менее 1,8 мм на инструменталь­ ном микроскопе, обеспечивающем точность измерения ±5 мк.

260

4.6Ô

3,63

3,0 2,64 2ДЗ 2J03

179 !Д6 1,39

 

 

Диаметр проболоки.мм

 

О

37,Ь

61,7 70,3 ПО 62,4

66,4 69,4 91,7

 

 

Суммарное обжатие,%

 

Рис. 30. Влияние содержания углеро­

Рис. 31. Влияние содержания углеро­

да в стали и степени обжатия па-

да в -стали и степени обжатия патен­

тентированной

заготовки при волоче­

тированной заготовки

при волочении

нии на 'изменение предела прочности

на

изменение

относительного суже­

проволоки:

ния

площади

поперечного

сечения

/ - 0,39% С; 2

-

0.56%

С: 3 - 0.63% С;

 

проволоки:

 

4

-

0.83%

С

/ -

0.39% С; 2 -

0.56%

С: 3 — 0.63% С;

 

 

 

 

 

•;

- 0.83%

С

 

На рис. 30—33 приведены средние значения результатов ис­

пытаний патентированной заготовки

из стали

марок 35,

55, 60

и У8А* и проволоки-, протянутой из этой заготовки частными обжатиями около 22%.

С повышением содержания углерода в стали пластичность (ср) патентированной заготовки значительно снижается (рис. 31). Но при этом пластичность проволоки, протянутой из iee, повышается, достигая при обжатии около 80% максималь­ н о значения (рис. 31). С повышением содержания углерода

Химический состав приведен в табл. 14.

в- стали повышение пластических свойств протягиваемой прово­ локи происходит интенсивнее. .Поэтому различие пластических свойств сталей 35 и У8А у проволоки после волочения меньше, чем у патентированной заготовки.

Для проволоки данного диаметра из стали с повышенным содержанием углерода число перегибов и скручиваний несколько ниже, чем у проволоки из стали с более низким содержанием

2<*

 

22 1

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ а

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

/

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

<*0

 

 

 

 

JS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ /

/

 

 

 

у

/

 

 

^ /6

 

 

 

 

 

 

 

J

/ /

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

1

 

- Â

У

//

 

35

 

 

2

/

 

 

Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

и

._____

 

 

 

 

 

 

 

2 /4

 

 

2

/

 

 

г

 

 

|л>

 

/ i

 

г*

 

 

V \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\ \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ /

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

V/

/

 

 

 

■о

 

 

 

 

 

 

 

 

1 10

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ /

к з

* /

 

/

 

 

 

 

и

 

! /

 

 

 

 

 

 

 

 

6

/ / /

 

 

 

 

 

т

^ 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

6

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

/ / /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I*

/7

/

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЮУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(*,85

3,63

 

3,0

2,33

 

1.79

 

1,29

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<*,65

3,63

 

3.0

2,33

 

129

1,39

 

 

 

 

Диаметр проШоки,мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр пробопоки.мм

 

 

 

Ю

10

 

 

7,5

5

 

5

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

37,5

 

6(7

77,0

66,6

91,7

 

 

Радиус гудок при испытаниина перегиб,мм

 

 

 

 

 

 

 

Суммарное обжатие,%

 

 

 

О

37,5

 

 

6t,7

77,0

66,1*

 

91,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарноеобжатие, */,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 32. Влияние содержания углеро­

Рис. 33. Влияние содержания углеро­

да в стали и степени обжатия патеи-

да в стали и степени обжатия патен­

тированной заготовки при

волочении

тированной заготовки при

волочении

на

изменение числа перегибов

прово­

на изменение числа скручиваний про­

 

 

 

 

 

локи:

 

 

 

 

 

волоки

при

длине

образца

/ =

100J:

1 -

0.39%

С;

2

-

0.56%

С;

3 -

0.63%

С;

1 -

0,39% С;

2

_ 0.56%

С;

3 -

0.63% С;

 

 

 

 

4

-

0.83%

С

 

 

 

 

 

 

 

4

-

0.83%

С

 

 

 

углерода (рис. 32 и 33). Числа скручиваний достигают макси­ мальных значений при суммарных обжатиях около 80% (рис. 33).

Изучение влияния величины частных обжатий (12, 22 и 39%) на изменение пластических свойств и технологических характе­ ристик патентированной проволоки показывает (рис. 34—36), что при всех значениях суммарных обжатий проволока, протя­ нутая с частными обжатиями 12%, имеет самые высокие значе­ ния относительного сужения q> (рис. 34) и числа перегибов (рис. 35). Самую низкую пластичность (<р) и малое числа пере­ гибов имеет проволока, протянутая с частными обжатиями 39%; при суммарных обжатиях 86,4% и более наименьшим числом

Соседние файлы в папке книги