книги из ГПНТБ / Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры
.pdfи 70%. Результаты механических испытаний проволоки показаны на рис. 47.
Релаксация напряжений о™^0 0 для арматурной про волоки периодического профиля диаметром 5 мм оказа лась равной 4,88 и 1,34% в холоднодеформированном
(исходном) состоянии и после МТО при стмт0 =70 % ств. За 1000 ч испытаний соответственно получили для ис
ходной 6,79%, а для подвергнутой МТО 1,76%.
Потери А°™ на релаксацию при аналогичных усло виях составили: для гладкой проволоки исходной за 100 ч 3,81%, а для подвергнутой МТО за 100 ч 0,94% и за 1000 ч 1,3%.
На основе анализа этих данных можно считать, что воздействие МТО на механические свойства профилиро ванной и гладкой арматурной проволоки в основном оди наково.
Эффект МТО сказывается, как правило, на реологи ческой стойкости проволоки (существенно снижает ре
лаксацию |
напряжений) |
и на значениях |
относительных |
||
пределов |
упругости и текучести. С увеличением стмто |
||||
выше 40% G B эти показатели повышаются |
(изучено в ин |
||||
тервале до ( 7 м т о |
=70 % |
ств). Кроме того, под влиянием |
|||
МТО возрастают бюо и Е и несколько падают |
числа пе |
||||
регибов. На значениях характеристик ств |
и \р |
проволоки |
|||
периодического |
профиля |
МТО сказывается мало. |
|||
Влияние профиля проволоки на абсолютные значе ния ее механических свойств в основном аналогично при всех опробованных вариантах обработки — профилиро вание существенно снижает числа перегибов и мало по вышает величины бюо и i|) по сравнению с соответствую щими показателями для гладкой проволоки.
4. Влияние суммарного обжатия. Эксперименты про ведены с проволокой из высокоуглеродистой стали, про тянутой из патентироваиной заготовки со средними
(44%), |
большими |
(75—79%) и особо |
большими |
|
(91,6%) |
суммарными |
обжатиями, а также с неволоче |
||
ной патентироваиной |
заготовкой. |
|
|
|
Результаты механических испытаний |
исходной п под |
|||
вергнутой |
МТО проволоки, приведенные |
в табл. 68, по |
||
казывают, что МТО патентироваиной нетянутой заго
товки |
существенно повышает |
ее стоoi/св (с 51 до 95%), |
|||
C W C T B |
(С 59 до 98,5%) и £ |
(с |
1,97X105 |
до |
2.09ХЮ5 |
Мн/м2 ), (с 1,97ХЮ4 до 2.09ХЮ4 |
кГ/мм2 ) |
при |
сохране |
||
н о
Т а б л и ц а 68
Влияние суммарного обжатия на механические свойства проволоки при волочении ее из патентированной заготовки высокоуглеродистой стали при МТО
|
|
патентирова- |
Обработка д о МТО |
||
Сталь |
d. |
нне |
волочение патенпослетированнн |
суммарное приобжатие волочении |
|
мм |
|
|
|
|
|
70 |
2,96 |
+ |
— |
0 |
|
2,96 |
+ |
— |
0 |
|
3,00 |
+ |
|
44,0 |
|
3,00 |
+ |
1 |
44,0 |
|
|
+ |
J _ |
|
|
3,00 |
1 |
79,0 |
|
|
|
|
_i_ |
|
|
3,00 |
+ |
|
79,0 |
У10 |
2,00 |
+ |
" Г |
91,6 |
|
|
|
! |
|
|
2,00 |
+ |
1 |
91,6 |
|
|
Режим МТО
температура печн, СС |
длительность нагрева, с |
——
300 240
—• —
300 240
——
300 240
— —
300 360
а м т о |
ств |
° 0 , 2 |
°0.01 |
°юо |
|
|
Е, |
|
ств |
|
п |
M H / M 3 X I 0 s |
|||
а в |
|
|
|
|
(кГ/мм 2 х |
||
|
|
|
|
|
|
Х Ю < ) |
|
% |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
/0 |
|
|
|
|
— |
100 |
59,0 |
51,3 |
9,0 |
47,3 |
, |
1,97 |
70 |
105 |
98,5 |
95,0 |
6,8 |
65,0 |
— |
2,09 |
— |
100 |
86,0 |
69,0 |
3,0 |
49,0 |
35* |
1,95 |
70 |
109 |
95,0 |
88,0 |
5,0 |
44,0 |
27* |
2,10 |
— |
100 |
86,5 |
66,8 |
3,0 |
56,0 |
42* |
1,96 |
70 |
100 |
98,0 |
95,0 |
5,0 |
45,0 |
36* |
2,12 |
— |
100 |
88,7 |
58,0 |
0 |
0 |
8,5** |
2,00 |
70 |
97 |
98,6 |
87,5 |
4,1 |
42,1 |
8,5** |
2,11 |
* Д и а м е т р валиков 30 мм. ** Диаметр валиков 15 мм.
пии величины оа и большом снижении бюо (с 9 до 6,8%), однако лишь до значения, считающегося удовлетвори тельным для проволоки после МТО (не менее 4%).
Влияние МТО на холоднотянутую проволоку, как это показано в табл. 68, близко к ее воздействию на иедеформированиую патеитированную проволоку. Значе ния ао,г/о"п достигают примерно одинаковых величин (~95—98,5% св) независимо от суммарного обжатия и гтп проволоки, подвергнутой МТО.
Исходная величина а„, как правило, мало меняется после МТО; при этом замечена тенденция небольшого возрастания 0 В среднедеформированной проволоки и по стоянства или небольшого снижения сгв подвергнутой МТО сильно или особенно сильно деформированной про волоки.
Абсолютная величина бюо холоднотянутой стали воз растает после МТО, достигая 4—5% при диаметрах про волоки 2—3 мм независимо от значения бюо до МТО.
С о п о с т а в л е н и е в л и я н и я М Т О с в о з д е й с т
в и е м |
д р у г и х |
с п о с о б о в |
з а в е р ш а ю щ е й |
||
о б р а б о т к и на м е х а н и ч е с к и е |
с в о й с т в а |
||||
|
и к р и в и з н у |
п р о в о л о к и |
|||
В табл. 69 показано влияние ряда вариантов завер шающей обработки на механические свойства (в том числе и на релаксацию напряжений) проволоки диамет ром 5 мм из стали 85 с ов л;1700 Мн/м2 (170 кГ/мм2 ). На рис. 48 приведены релаксационные кривые проволоки диаметром 5 мм из стали 85, изготовленной по схемам натяжение+последующий отпуск; отпуск+последующее натяжение. Графики реологических характеристик про волоки после МТО и других видов обработки были даны также на рис. 41.
Промышленное |
опробование |
изготовления |
|
арматурной |
проволоки |
||
с повышенной |
реологической |
стойкостью |
|
На основе проведенных в ЦНИИЧМ лабораторных исследований на ХСПКЗ опробовали выпуск арматур ной проволоки, подвергнутой МТО, на опытно-промыш ленном агрегате. Одна из схем этого агрегата приведена на рис. 49. На этом агрегате холоднодеформированная
142
Характеристика проволоки диаметром 5 мм из стали 85,
|
|
|
Р е ж и м обработки |
||
|
операция I |
|
|
||
|
|
температу |
J3 |
|
|
|
* |
ра, "С |
|
||
наименова |
а н |
образи |
|
длительное операции, |
наимено |
ние |
|
га |
|
вание |
|
операции |
в |
|
|
|
операции |
|
% |
|
о |
|
|
Только |
холодное |
волочение |
|
||
(исходное |
состояние) |
|
|
||
Натяже |
80 |
20 |
|
|
|
ние |
|
|
|
|
|
Отпуск |
0 |
300 |
350 |
230 |
|
операция 2
* |
темпера |
|
|
тура, °С |
|
||
° в ' |
га |
печи |
длите/1ЫЮС операс |
% |
образе |
||
|
|
|
|
Т а б л и ц а 69 подвергнутой различным видам обработки
(кГ/мм |
° 0 , 2 |
|
|
|
"в |
ffB |
о |
б юо. |
|
|
|
|
% |
|
X |
|
|
& |
|
|
|
|
||
S |
|
% |
(-. |
|
СЭ |
|
|
||
Q |
|
|
|
|
1810 |
87,5 |
67,5 |
1,89 |
3,4 |
(181) |
|
|
|
|
1770 |
93,5 |
68,7 |
1,96 |
4,3 |
(177) |
|
|
|
|
1770 |
91,7 |
80,2 |
1,94 |
5,3 |
(177) |
|
|
|
|
|
|
от |
рел |
— |
ивизны |
д 70/100 |
|
|
|
|
о. |
|
И |
и |
|
Крнвн |
Радну |
3,6 |
100 |
391 |
1,98 |
— |
— |
— |
54 |
714 |
|
Натяже |
80 |
20 |
— • |
230 |
Отпуск |
0 |
300 |
350 |
230 |
1790 |
96,7 |
84,8 |
1,99 |
4,65 |
1,83 |
25 |
1518 |
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(179) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Отпуск |
0 |
300 |
350 |
230 |
Натяже |
80 |
20 |
— |
230 |
1790 |
94,3 |
88,8 |
1,92 |
4,68 |
2,22 |
38 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
ние |
|
|
|
|
(179) |
|
|
|
|
|
|
|
|
МТО |
80 |
300 |
350 |
230 |
• — |
— |
— |
— |
— |
1815 |
98,2 |
92,7 |
2,06 |
5,70 |
0,98 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(181,5) |
|
|
|
|
|
|
|
^ |
'о — напряжение при натяжении или при МТО. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
д\ |
|
|
|
1 |
|
|
. |
|
|
|
|
1 |
/ |
|
|
|
Ю |
время, v |
100 |
|
|
/ООО |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 48. |
Релаксация |
напряжений |
проволоки |
диаметром |
||||||||
5 мм из стали 85, подвергнутой отпуску при |
температуре |
|||||||||||
печи 300° С с выдержкой |
230 с и |
натяжению, |
|
равному |
50; |
|||||||
70 |
н |
80% |
а |
а |
течение |
230 |
с при 20° С: |
|
|
|||
/ — отпуск |
н |
натяжение |
70% о~в; |
2—натяжение |
|
70% |
а |
н |
||||
отпуск; 3 — отпуск |
и |
натяжение |
80% я п ; |
4— |
отпуск |
и |
на |
|||||
тяжение |
50% о-в ; |
5 — натяжение |
80% |
0 В |
и |
отпуск |
|
|||||
Рис. 49. Вариант опытно-промышленной установки ХСПКЗ для МТО проволоки
проволока с размоточного устройства /, снабженного электромагнитным тормозом 2, попадает на вытяжкой барабан 3 диаметром 800 мм, создающий противонатяжение с помощью генератора 4. Далее через обводной ролик проволока поступает на электрокоитактные ро лики 5 (первый ролик имеет диаметр 1200 мм, т.е. боль ший, чем второй) с токоподводящими устройствами 6, проходит через водяную охлаждающую ванну 7 и обти рочные приспособления 8 и 9 и попадает на намоточный
144
барабан 10 обычной волочильной машины, а с него в на копительные кассеты 11. Агрегат оборудован щитовыми приборами: тремя амперметрами 12, 13 и 14, показыва ющими силу тока при натяжении, и вольтметром 15, по казывающим напряжение на контактных роликах.
Ранее совмещенная с МТО операция профилирова ния (см. рис. 35) изъята из технологической схемы, что позволило уменьшить число обрывов проволоки.
Рис. 50. Зависимость |
релаксации напряжений (сплошная |
линия) |
||
н отношения о |
/а |
(пунктирная линия) арматурной проволоки |
||
|
U.U1 |
в |
|
|
периодического |
профиля |
диаметром 5 мм от величины |
стэдТ0^ |
|
Релаксация исходной холоднодеформированной проволоки состав |
||||
|
ляет |
'1,88%, Og 0 1 / а =60,7% |
|
|
Рис. 50 иллюстрирует влияние относительного |
напря |
||||
жения |
сгмто / ° в н а величину релаксации |
напряжений |
|||
Арел'00 |
1 1 н а |
показатели отношения |
предела |
упругости к |
|
временному |
сопротивлению G O . O I / O B |
арматурной |
прово |
||
локи периодического профиля, подвергнутой МТО на установке ХСПКЗ. Графики, приведенные на этом ри сунке, показывают, что в условиях высокоскоростной по точной МТО, реализованной заводом, увеличение натя жения в исследованном интервале с г м т о /о"в=49-г-73% весьма существенно увеличивает релаксационную стой кость, но сравнительно мало повышает отношение
tfo.oi/ou.
В табл. 70 приводятся средние данные о механичес ких свойствах нескольких партий проволоки диаметром 5 мм периодического профиля из стали 85, подвергнутых МТО на ХСПКЗ. Результаты длительных испытаний на релаксацию этой же проволоки иллюстрирует табл. 71.
Сводные данные об основных характеристиках арма турной проволоки периодического профиля диаметром
10—217 |
145 |
|
|
|
Механические свойства |
холоднодеформированной |
|
||||
|
|
и подвергнутой МТО проволоки диаметром 5 мм периодического |
профиля |
||||||
|
|
|
°В' |
V 0 2 |
%,05 |
|
ч> |
Е, М н / м ' Х ! » 1 |
|
|
Проволока |
|
|
|
|||||
|
М н / м 3 |
|
|
|
|
( к Г / м м 2 Х 1 0 4 ) |
|||
|
|
|
(кГ/мм-) |
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Данные |
ХСПКЗ |
|
|
|
Холоднодеформированная |
(ис- |
84,0 |
70,5 |
3,50 |
— |
— |
6,9 |
||
|
|
|
1666 |
||||||
|
|
|
(166,6) |
|
|
|
|
|
|
Подвергнутая |
МТО при 270° С |
|
80,5 |
5,25 |
— |
— |
6,3 |
||
и ° " м т о |
= 3 8 % |
о-в |
1657 |
87,0 |
|||||
|
|
|
(165,7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Данные |
ЦНИИЧМ |
|
|
|
|
Холоднодеформированная |
(ис- |
82,5 |
70,5 |
3,90 |
42,3 |
1,97 |
4,0 |
||
|
|
|
1710 |
||||||
Подвергнутая МТО: |
(171,0) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
при |
280° С |
и о " м т о = 36— |
91,0 |
84,0 |
5,00 |
45,0 |
— |
5,0 |
|
56% аъ |
|
1635 |
|||||||
|
|
|
(163,5) |
|
|
|
|
|
|
при |
290° С |
и а м х 0 = 58— |
|
|
|
|
|
|
|
73 ст„ |
|
1700 |
89,0 |
85,0 |
4,60 |
43,0 |
2,10 |
5,0 |
|
|
|
|
(170,0) |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 70
=70/100 |
.70/100 |
п о л з |
а р е л |
%
0,071
0,003
—
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 71 |
Релаксация напряжений |
проволоки диаметром 5 мм, |
||||
|
|
подвергнутой МТО |
|
|
|
|
Напряжение |
Релаксация |
напряжений, %, |
||
Партия |
при |
испытании |
при длительности |
испытаний, ч |
|
на |
релаксацию |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
100 |
1000 |
5000 |
А |
|
75 |
1,9 |
2,5 |
|
Б |
|
70 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
5 мм из стали 85, подвергнутой отпуску и стабилизации, а также данные технических норм и рекомендаций при ведены в табл. 72.
На основании проведенных исследований можно сде лать следующие выводы:
1) релаксационная стойкость арматурной проволоки, изготовленной на опытио-промышленном агрегате ХСПКЗ, в два-три раза больше, чем у обычной — отпу щенной в расплаве соли (см. табл. 72);
2)предел упругости Oo.oi проволоки после МТО зна чительно выше, чем у отпущенной в расплаве соли;
3)качество подвергнутой МТО проволоки неравно мерно в разных партиях.
Наряду с проволокой, по своим механическим харак теристикам приближающейся к проволоке фирмы «Со мерсет» (партия Б) , на ХСПКЗ выпущена также прово лока с недостаточно удовлетворительными показателя ми (партия А). Ввиду того, что МТО особо существенно влияет на реологические свойства и повышает отноше
ния о"о,о5/о"п и 00,01/ffB, контроль качества данной проволо
ки может |
быть |
осуществлен путем испытания ее иа ре |
||
лаксацию |
и ползучесть, а также по |
отношению ao,oi/o"n |
||
или, что менее удовлетворительно, по 0O,OS/O"B, причем до |
||||
статочно |
определить один из |
указанных показателей. |
||
Качество |
подвергнутой |
МТО |
проволоки |
|
|
с сорбитовой |
структурой |
||
Х и м и ч е с к и й с о с т а в и м и к р о с т р у к т у р а
Фактический химический состав английской стабили зированной арматурной проволоки диаметром 5,1 мм из стали 85 был приведен в табл. 5. Микроструктуру об-
10* |
147 |
Проволока
По нормам ГОСТ 8480—63
Отпущенная в рас плаве соли на ХСПКЗ
Подвергнутая МТО на ХСПКЗ
Стабилизированная фирмой «Сомерсет»
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 72 |
|
Механические свойства арматурной проволоки диаметром 5 мм |
|
|
|
||||
с 0„ = 16ОО Мн/м2 |
(160 кГ/мм2 ) |
в зависимости от завершающей |
|
|
|
||
обработки, а также по данным технических норм |
|
|
|
||||
|
"0.2 |
V05 |
ао,<н |
6i0o |
|
.70/100 |
.70/100 |
Партия |
°в |
|
а в |
|
А рел |
полз |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
/о |
|
|
|
% |
Промышленная |
>80 |
— |
— |
>4 |
|
— |
— |
Промышленная |
87,5 |
— |
68 |
5,7 |
5 |
4,0 |
0,050 |
Опытно-промышлен |
86,0 |
81 |
74 |
5,7 |
5 |
1,9 |
0,010 |
ная А |
|
|
|
|
|
|
|
Опытно-промышлен |
89,0 |
85 |
79 |
4,6 |
5 |
1,2 |
0,007 |
ная Б |
|
|
|
|
|
|
|
Промышленная |
>90 |
— |
>80 |
4,5 |
6 |
1,1 |
— |
