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

книги из ГПНТБ / Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.23 Mб
Скачать

1,2

0,4

 

 

 

 

1

_,

1

 

 

1

 

1

 

too

 

 

 

 

20

 

W

 

 

60

80

 

 

 

 

 

 

 

Время, ч

 

 

 

 

от

6

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.028-

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\ 0.020

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" ОМ12

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

(1.004

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

40

 

60

80

 

ЮО

 

 

 

 

 

 

 

Время, v

 

 

 

Рнс.

41.

Релаксация

напряжении (а) и удлинение ползу­

чести

(б)

арматурной

проволоки

диаметром

5

мм:

/ — холоднотянутая

проволока;

2— проволока, подвергну­

тая

МТО

при

300° С

с выдержкой

230

с

при °д^т;о = ' 0

0 , ' | О в '

3 — то ж е , при а м т о =

^ " ° ' ' > С

Т в ' 4

~

проволока, отпущенная

при

нагреве

с

300° С

в течение

 

230

с

и затем

натянутая

при

комнатной

температуре

с

выдержкой 230 с

при

0"п =

 

 

=70%

с у ,

Л — т о

ж е ,

при

° " п = 8 0 % а в

 

 

В л и я н и е

о с н о в н ы х

п а р а м е т р о в

МТО н а

в а ж н е й ш и е

х а р а к т е р и с т и к и

п р о в о л о к и

1. Влияние температуры. Табл. 55 иллюстрирует за­ висимость важнейших механических свойств проволоки диаметром 3 мм из стали 70 от температуры МТО в пре­ делах 200—350°С при длительности нагрева 60 с и на­

пряжении с г м т о = 7 0 %

ав

на установке

ЭКУ. Из дан­

ных таблицы

следует,

что

оптимальная

температура

МТО на этой

установке 250° С, так как при 200° С полу-

120

Т а б л и ц а 55

Влияние температуры нагрева на механические свойства проволоки диаметром 3 мм из стали 70, подвергнутой МТО

на установке ЭКУ в течение 60 с при о*мто = 7 0 % ст„

 

 

Темпера­

"вМТО

ст0,2

а 0,01

 

Обработкбработка

тура

 

а в

 

 

проволоки,

в х . т

а в

 

 

 

°С

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

Холодное

волоче­

20

100*

89

70

2,7

ние

(исходная

 

 

 

 

 

проволока)

 

 

 

 

 

МТО

 

200

102

99,5**

89**

1,95

 

 

250

96

99

92,5

4,85

 

 

300

94

94,5

88,5

6,5

 

 

350

93,5

89,5

81

6,65

*0"в исходной холоднотянутой проволоки принята за 100%.

 

** Значения CTQ 2;

° Q QJ 1 1 а в о т н о с я т с я

к соответствующим

величинам ха­

рактеристик проволоки, подвергнутой данному виду обработки.

Т а б л и ц а 56

Влияние температуры нагрева на механические свойства проволоки диаметром 3 мм из стали 70, подвергнутой МТО на установке УЩЭП при с т м т о =80% сь

Температура,

 

а в

в0,2

°0,01

 

 

Длитель ­

 

 

 

 

°С

 

ств

 

Е, М н / м ! х

 

 

 

ность

 

 

%

прово­

 

нагрева,

 

 

 

X10» (к Г/мм3 -

печи

с

Мн/м»

 

%

•10<)

 

локи

 

(кГ/мм2 )

 

 

 

20

 

 

1940(194)

90,5

72,5

1,94

2,8

200

220

. 300

2000(200)

97,8

2,05

1,85

280

290

240

1970(197)

95,0

88

2,12

3,53

300

310

240

1900(190)

97,8

93

2,11

6,2

чалось низкое

бюо, а при 350° С существенно снизились

, о0

и —

. Результаты МТО при 300° С следует

0"в

0-„

 

считать хорошими, однако несколько уступающими эф­ фекту этой обработки при 250° С. Из табл. 56 видно, что при МТО проволоки диаметром 3 мм из стали 70 на ус­ тановке УЩЭП с температурами 200, 280 и 300° С луч-

121

ший результат получен при температуре нагрева 300°С

пдлительности МТО 240 с.

2.Влияние скорости нагрева. Изменение механиче­ ских свойств проволоки диаметром 3 мм из стали 70,

подвергнутой МТО при о м т о —50% ств и нагретой на установке УЩЭП до 300° С, в зависимости от скорости

нагрева

до указанной

температуры

(температура печи

при

этом

варьировала

в пределах 300—500° С)

показы­

вает

(табл. 57), что с

увеличением

скорости нагрева с

2 до

10

град/с до одной и той же

температуры

300° С

эффективность воздействия МТО на механические свой­ ства снижается и заданная норма бюо для этой прово­ локи (не менее 4%) при нагреве до 300° С без дополни­ тельной выдержки не достигается.

3. Влияние длительности нагрева и выдержки. Что­ бы уточнить влияние продолжительности нагрева, а так­ же длительности выдержки на механические свойства, были проведены эксперименты по МТО проволоки диа­ метром 3 мм из стали 85 при температуре щелевой элек­ тропечи 300° С и осевом напряжении образцов с м т о = = 70% oD. После прекращения процесса МТО образцы охлаждали на воздухе. Опробованные режимы длитель­ ности МТО и результаты механических испытаний опыт­ ной проволоки приведены в табл. 58. Из этой таблицы следует, что оптимальное сочетание механических свойств проволоки диаметром 3 мм при температуре печи

Т а б л и ц а 57

Влияние скорости нагрева до 300°

С в печи установки УЩЭП

на механические свойства проволоки

диаметром 3 мм из стали 70,

подвергнутой МТО при б^-[О

= 40%

ав

 

 

а в

ст0,2

а 0,01

6i 0 0

Проволока

а в х . т .

ств

а в

 

 

/0

 

 

Холоднотянутая

100,0

90,5

72,5

2,80

Нагретая до 300° С:

 

 

 

 

в течение 30 с со скоростью

 

 

 

 

10 град/с в печи с темпера­

 

 

 

 

турой 550° С

101,5

96,0

82,0

2,05

в течение 180 с со ско­

 

 

 

 

ростью 2 град/с в печн с

102,0

99,0

94,0

2,95

температурой 300° С . . .

122

Т а б л и ц а 58

Изменение механических свойств арматурной проволоки диаметром 2,99 мм из стали 80 [ а в = 2 2 8 0 Мн/м2 (228 кГ/мм2 )] в зависимости от длительности нагрева ее на установке УЩЭП с температурой печи 300° С при а м т 0 =70% (Ги

ie МТО, мм

о

п

•а

н

р

 

ст0,2

°0 . 05

0 О,О1

 

 

 

 

 

 

О

 

max

 

° в

 

° в

 

о

 

 

" О

 

2 и

 

 

 

 

 

 

3

-

 

 

 

 

 

Я м

4

2

 

 

 

 

 

 

 

н(кГ)

М н / м 2

 

о/

 

и

 

 

(кГ/мм

2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

16 000

2280

89,5

78,5

70

1,90

2,7

47

28

 

 

(1600)

(228)

 

 

 

 

 

 

 

2,98

180

16 170

2320

99,0

96,5

94

2,22

3,0

51

22

 

 

(1617)

(232)

 

 

 

 

 

 

 

2,97

200

15 800

2280

97,5

96

93,5

2,20

4,3

52

20

 

 

(1580)

(228)

 

 

 

 

 

 

 

2,96

220

15 400

2240

98

97

93

2,17

4,3

50

20

 

 

(1540)

(224)

 

 

 

 

 

 

 

2,96

240

15 370

2230

97

95

92

2,20

5,3

52

21

 

 

(1537)

(223)

 

 

 

 

 

 

 

2,95

300

15 070

2210

94,5

93

91

2,16

5,2

34,5

26

 

 

(1507)

(221)

 

 

 

 

 

 

 

2,90

480

14 700

2230

96

94,5

93

2,20

4,4

17,5

24

 

 

(1470)

(223)

 

 

 

 

 

 

 

2,85

780

13 670

2140

95

93,5

90,5

2,18

2,6

17,5

24

 

 

(1367)

(214)

 

 

 

 

 

 

 

300°С получено при длительности

нагрева

240 с. Это со­

ответствует выдержке

образца в течение 40 с при фак­

тической температуре 310°С (см. рис.39, кривая

3).

При длительности нагрева

180 с (явный недогрев) вели­

чина

бюо ниже

минимальной нормы

(4%); при 200 и

220 с бюо хотя и выше нормы, но невелико

(бюо=4,3%).

При длительности нагрева

300 с наблюдалось

довольно

значительное снижение Ртах в сочетании с удовлетвори­ тельной пластичностью. Длительный нагрев в течение 480 с и особенно 780 с приводил к резкому уменьшению •Ртах, неудовлетворительной пластичности и низкой ре­ лаксационной стойкости (рис. 42).

Влияние длительности выдержки на установке ЭКУ (от 5 до 60 с) при а м т о = 4 0 % сгр на механические свой-

123

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

59

Зависимость механических свойств арматурной проволоки

диаметром 2,99

мм с

о"в = 2280

Мн/м2 (228

кГ/мм2 ),

подвергнутой

электроконтактному

нагреву

на установке ЭКУ, от способа

и длительности ее обработки

при МТО

и низкотемпературном

отпуске без нагрузки

(температура

нагрева

300° С, скорость нагрева

200 град/с)

 

 

Режим

обработки

 

 

 

 

 

"0,2

а 0,05

°0,01

 

 

 

Завершающаав е рша ю щая

 

 

 

после

 

р

 

а в

 

° в

0 в

£ , М н / м ' Х Ю 1

 

 

обработка

длитель­

 

мто

МТО,

 

max

 

 

 

 

 

(кГ/ммМО4 )

 

 

ст

мм

 

н(кГ)

Мн/м г (кГ/мм г )

 

 

 

 

 

 

ность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выдержки,

 

а в

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Холодное

 

 

 

2,99

16 000(1600)

2280(228,0)

89,5

78,5

70,0

1,900

2,7

47

волочение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МТО

60

 

40

2,97

15 500(1550)

2240(224,0)

91,5

89,5

83,0

2,180

5,4

48

Отпуск

60

 

2,99

15 100(1510)

2150(215,0)

92,5

84,0

74,0

2,180

5,5

54

МТО

30

 

40

2,98

15 470(1547)

2230(223,0)

93,0

90,0

86,0

2,160

5,6

55

Отпуск

30

 

2,99

15 800(1580)

2250(225,0)

92,5

85,5

80,0

2,180

5,1

55

МТО

15

. 40

2,98

15450(1545)

2210(221,0)

91,5

90,5

86,0

2,200

5,5

55

Отпуск

15

 

2,98

15 670(1567)

2240(224,0)

93,0

89,0

86,0

2,190

5,2

51

МТО

5

 

40

2,98

15 720(1572)

2255(225,5)

95,0

93,0

90,0

2,185

5,0

54

Отпуск

5

 

2,98

16 000(1600)

2280(228,0)

91,0

87,0

81,5

2,170

5,3

56

ства иллюстрирует табл. 59. При уменьшении времени выдержки в исследованном интервале, как п в табл. 58, наблюдался некоторый рост tJo.oi и 00,2 и одновременно снижалось бюоПри этом минимальное значение послед­ ней величины (при 5 с) оказалось не менее 5%.

время, ч

 

Рис. 42. Зависимость релаксации напряжений от длитель­

 

 

ности нагрева

х и продолжительности

испытаний при МТО

 

 

проволоки диаметром 3 мм из стали

85 с о в

=2280 М н / м 3

 

 

(228 кГ/мм-)

в печн

с температурой

300° С и при а.MTO

 

 

 

 

 

 

=70% о-

 

 

 

 

 

 

 

Влияние длительности нагрева на установке УЩЭП

на

механические

свойства проволоки

диаметром

3 мм

показано

на рис. 43 и в табл. 60.

 

 

 

 

 

 

Оптимальная длительность механико-термической об­

работки

T ^ Q ' "

и полученные при ее применении

свойст­

ва

проволоки диаметром

3 мм,

подвергнутой

обработ­

ке

на установке

УЩЭП

при температуре печи 300, 380

и 560° С

и напряжении

с

МТО"

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

=70% о> приведены в

табл. 61 и на рис. 44. Анализ

графика на рис. 44

пока­

зывает, что экспериментально

полученные точки, харак­

теризующие зависимость

т^™ м

от температуры

печи,

укладываются на прямой, выражаемой

уравнением

 

 

 

т ™

=

462— 0,74г,печн>

 

 

 

где

т^™м — оптимальная длительность

нагрева

и на­

 

 

тяжения

при МТО, с;

 

 

 

 

^печи температура

нагрева

щелевой

электропе­

 

 

чи, 0°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

125

Т а б л и ц а 60

Зависимость механических свойств арматурной проволоки

диаметром 3 мм из стали 70 от длительности нагрева ее при МТО

 

в печи с температурой 560° С и величины

o^\jo/aB

 

 

 

 

 

При

длительности нагрева, с

 

 

 

°мто

0

35

45

50

55

60

Показатели

° в

 

н фактической температуре проволоки,

°с

 

 

о/

 

 

 

 

 

 

 

 

20

320

360

390

400

435

 

 

 

Яшах. Н(КГ)

0

16000

15 900

15 350

15 270

15 370

15 100

 

 

50

(1600)

(1590)

(1535)

(1527)

(1537)

(1510)

 

 

 

15 800

15 250

15 230

15 170

14 700

 

 

 

 

(1580)

(1525)

(1523)

(1517)

(1470)

 

 

70

 

15 900

15 530

15 470

15 100

14 930

 

 

 

 

(1590)

(1553)

(1547)

(1510)

(1493)

а в ,

Мн/м3

0

2280

2250

2185

2170

2185

2150

(кГ/мм2 )

 

(228)

(225)

(218,5)

(217)

(218,5)

(215)

 

 

50

 

2270

2186

2180

2190

2110

 

 

 

 

(227)

(218,6)

(218)

(219)

(211)

 

 

70

 

2280

2240

2230

2200

2170

 

 

 

 

(228)

(224)

(223)

(220)

(217)

СТ°'2

, %

0

89,5

93,5

92

91

90

88,5

50

 

92,5

95

92

90,5

89

а в

 

70

 

98

95

92,5

91

90,5

 

 

0

78,5

85

85

85

84,5

82

 

 

50

 

90

92

87

86

85,5

о-в

 

70

 

94

92

89

88

87

 

 

0

70

76,5

80

78,5

78

75

СТ<Ш,

«/о

50

 

85

87,5

81,3

81

82,5

О-в

 

70

 

88,7

86,5

86,5

84,5

82

Е,

Мн/м*Х

0

1,90

2,14

2,03

2,18

2,17

2,01

 

Х 1 0 6

50

 

2,17

2,18

2,15

2,21

2,15

(кГ/ммМО*)

70

 

2,20

2,01

2,20

2,16

2,20

бюо. %

0

2,7

3,0

4,0

4,9

4,9

4,7

 

 

50

 

2,6

4,5

5,0

5,2

5,4

 

 

70

 

2,8

3,5

5,1

5,5

5,0

1>, %

0

47

40,8

53

53,6

53,0

54,8

 

 

50

 

54,7

53,1

52,7

54,6

42,8

 

 

70

 

54,8

53,6

54,2

54,6

33,2

126

V

2ЖШ\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

2260№)\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щ 2220(222)1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2180(218)

О

40

80

120

160 200

 

160

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длительность нагрева, сек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 43.

Зависимость

различных

характеристик

 

 

 

 

 

 

 

, арматурном проволоки диаметром 3 мм из стали 85 с о г в =

 

 

 

 

 

 

=2280 М н / м 3 (228 к П м м 2 )

от

длительности нагрева

\

ее

 

 

 

 

 

 

в щелевой

электропечи при 380° С и от способа обработки:

 

 

 

 

 

 

I — отпуск;

2 МТО при

° М Т О / а в

=50%; 3 — то

же,

при

 

120 160 200

0

40

00

 

200

а М Т О /

а в = 70?

 

 

 

 

Длительность нагрева, сек

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 61

Оптимальные режимы МТО арматурной проволоки диаметром 2,99 мм из стали 85 при температуре печи 300, 380 и 560° С

и напряжении о - м т о =70% cru

| d после МТО, мм

Режим

обработки

температура печи, "С

длительность

нагрева, с

 

!

 

Р

ств

 

CTo.oi

 

 

max

°0.2

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

ств

ств

о

 

 

 

 

 

Х 2

«30

 

 

 

 

я х

 

 

 

 

 

С

 

 

%

УС. -

/ 0

 

 

 

 

. U

 

1 ц £

 

 

 

16 000

2270

89,5

70

1,90

2,7

47

28

 

 

 

(1600)

(227)

 

 

 

 

 

 

2,96

300

240

15 360

2230

97

92

2,20

5,3

52

21

 

 

 

(1536)

(223)

 

 

 

 

 

 

2,95

380

180

15 200

2220

96

92

2,18

5,1

50

17

 

 

 

(1520)

(222)

 

 

 

 

 

 

2,98

560

48

15 700

2250

95,5

89

2,18

5,1

54

 

 

 

 

(1570)

(225)

 

 

 

 

 

 

Для дополнительной проверки этой формулы п гра­ фика экспериментальными данными были опробованы три варианта МТО проволоки диаметром 3 мм при по­

да г

?оо\

юо \

Рис. 44. График для определения оптимальной длительности нагре­ ва арматурной проволоки диа ­

метром

3 мм из стали 85 в зави­

симости

от температуры

щеле­

вой электропечи при о

Q/CT =

о^—

 

 

 

=70%

 

W

500

600

 

 

300

(печи. °С

 

 

 

стоянных напряжениях

стмто = 70% ав

и нагреве печи

до 450° С с различными

длительностями МТО, соответ­

ствующими

графику и отличающимися

от

расчетного

i^vfo" н а ± 2 0 с. Результаты опытов

суммированы в

табл. 62 и показывают

удовлетворительную

сходимость

128

I

Т а б л и ц а 62

Механические свойства высокопрочной проволоки холоднотянутой (исходной), а также подвергнутой МТО при температуре печи 450° С, а м т о =70% сь и времени нагрева т, близком к т 0 ^ " (см. рис. 44)

d,

 

 

р

 

 

в

 

V o l

 

 

Е ,

 

Проволока

max

0

 

6 100

 

М н / м 2 Х

"зо

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х Ю 1

 

 

 

и (кГ)

М н / м 2

(кГ/мм 2 )

 

 

%

 

(кГ/мм 2 Х

 

 

 

 

 

 

 

XW)

 

2,99

Холоднотянутая (исходная)

16 000

(1600)

2280

(228,0)

89,5

70,0

2,7

47

1,90

28

2,97

Подвергнутая МТО при т=

15 930

(1593)

2300

(230,0)

92,5

86,0

5,0

53

2,18

24

2,96

= 110 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же, при т = 130

с

15 500

(1550)

2250

(225,0)

92,5

86,5

4,5

55

2,18

26

2,95

То же, при т = 1 5 0

с

15 230

(1523)

2226

(222,6)

90,5

85,0

5,2

53

2,18

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

63

Зависимость механических свойств арматурной проволоки диаметром 4,94 мм (после обработки) из стали 85 подвергнутой МТО, от способа охлаждения ее (воздух — вода) при температуре печи 380° С; длительности нагрева 240 с и о м т о = 7 0 % Сто

Способ

р

to

а в

охлаждения

тах»

 

н (кГ)

М н / м 2 (кГ/мм2 )

На

воздухе

34 370

(3437)

1800

(180)

96,5

В

воде

34 370

(3437)

1800

(180)

98

Vos

°0.01

Е .

б

 

 

 

 

М н / м 2 х

 

 

ств

 

100

 

я зо

п в

хю*

 

 

 

%

 

(кГ/мм 2 х

 

%

 

95

90,7

2,14

4,47

54,2

3,4

96

92,7

2,10

4,68

52,4

3

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ