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

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

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.23 Mб
Скачать

при выдержке б ч), следует осуществлять в мотках, а средне- и высокотемпературный отпуск (требующий очень коротких выдержек и где передерживание прово-

гбв, 'Мн/нг(кПмпг)

 

 

 

 

 

2400(240)1

2

 

4

5

6

7

2200(220)

 

 

 

 

 

 

2000(200)

 

 

 

 

 

 

1800(180)

 

 

 

 

 

 

*W г /

2

3

4

5

6

7

20ОО(2ОО)\

 

 

 

 

 

 

1800(180)

 

 

 

ШШк

1600(160)

 

 

 

1400(140)

 

 

 

2200(220)12

3

4

5

6

7

2000(200)

 

 

 

M i l

1800(180)

 

 

 

/600(160)

 

 

 

 

 

 

 

Ssi

 

u

 

 

£S&*s

5% £s

 

 

 

 

 

Врепя

 

 

Рис. 17. Зависимость

механических

свойств

холоднодеформпровашюй арматур-

нон проволоки периодического профиля диаметром 2,5

мм из стали 80 от на­

гревательной среды, температуры и длительности отпуска:

/ — холодное

волочение; 2 — нагрев в

воде

д о

100° С;

3—нагрев в масле д о

225" С; 4 — т о

же, до 275° С; 5 — нагрев

в соли

до 350° С; 6 — то же , д о 450° С;

 

 

7 — то же, до 550° С

 

локи на несколько секунд существенно

сказывается па

ее свойствах)

проводить

нитью

в ваннах, аналогичных

ваннам патентировочпых

агрегатов.

 

80

Т а б л и ц а 41 Коэрцитивная сила [ка/м (э)] проволоки диаметром 4 мм в зависимости от завершающей обработки

 

Сталь

 

Обработка

 

 

У9А

70

50

1,80(22,500)

1,70(21,250)

1,32(16,500)

Отпуск в соли при 225° С с выдержкой:

 

 

1,75(21,875)

1,40(17,500)

1,21(15,125)

30

мин

1,72(21,500)

1,36(16,600)

1,19(14,876)

6

ч

1,74(21,750)

1,37(17,054)

1,16(14,500)

Отпуск в соли при 450° С с выдержкой:

3

с

1,67(20,875)

1,33(16,625)

1,14(14,250)

5

с

1,67(20,875)

1,35(16,875)

1,13(14,125)

10 с

1,70(21,250)

1,41(17,625)

1,14(14,250)

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 42

Зависимость искажений кристаллической решетки и напряжений II рода

от завершающей

 

 

обработки проволоки

диаметром

4 мм из стали У9А

 

 

 

Проволока

 

Искажения

кристал­

Напряжения I I рода

 

 

 

лической

решетки

Мн/м 2 (кГ/мм 2 )

Холоднотянутая

 

 

 

2,35

470(47)

Отпущенная

в соли

п р и

225° С в течение

6 ч . .

2,20

440(44)

Отпущенная

в соли

при

450° С в течение

5 с . .

2,10

420(42)

Исходя из реальных условий и практических возмож­ ностей работы сталепроволочных заводов, был детально опробован лишь ускоренный отпуск проволоки при ши­ роко используемой в процессе патентирования темпера­

туре расплава 450° С и результаты опыта

сопоставлены

с итогами экспериментов по применению

длительного

низкотемпературного

отпуска

аналогичной проволоки

при температуре среды 225° С.

 

 

Сравнительные

данные

некоторых

механических

свойств, коэрцитивной силы,

искажений

кристалличес­

кой решетки, напряжений I I рода и ширины линий рент­ генограмм холоднотянутой, а также дополнительно от­ пущенной по указанным выше вариантам арматурной проволоки диаметром 4 мм приведены в табл. 40—43. На рис 18 показана микроструктура исследованных об­ разцов проволоки.

Т а б л и ц а 43

Зависимость ширины линий [ПО] рентгенограмм от завершающей обработки проволоки диаметром 4 мм из стали У9А

 

Проволока

Время

выдержки

Ширина линий

 

при

отпуска

|1101 10я рад

Холоднотянутая

0

 

 

12,0

Отпущенная

в соли при 225° С

2

мин

11,5

 

 

30

»

10,8

 

 

6

ч

10,5

Отпущенная

в соли при 450° С

 

3

с

11,0

 

 

 

5

»

10,7

 

 

10

»

10,2

Так как потребители придают особо большое значе­ ние различным характеристикам удлинений арматурной проволоки при испытаниях на растяжение, были прове­ дены дополнительные исследования зависимости этих характеристик от марки стали и расчетной длины образ­ ца для отпущенной и неотпущенной проволоки диамет­ ром 3 мм (табл. 44 и 45, а также рис. 19).

Зависимость относительного напряжения (отношения величины напряжения при испытаниях к величине вре­ менного сопротивления) от выбранного значения услов­ ного допуска (у. д.) и малой пластической деформации

6*

83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 44

Зависимость

временного сопротивления, относительного

сужения,

а также полного

(бполн),

равномерного (б Р )

и

сосредоточенного

(6cJ относительного удлинения проволоки диаметром 3 мм от завершающей

обработки

 

 

 

 

 

 

б п о л н ' п р " д л

и н е

° б Р а з ц - а

 

«с-

%,

при длине

образца

Сталь

 

Проволока

 

Мн/м'(кГ/мм»)

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 d

 

 

10 d

%

 

 

20 d

 

 

10 d

 

 

 

 

 

 

100 мм

50 мм

100 мм

 

50 мм

 

 

 

 

 

 

(60 мм)

(30 мм)

 

(60 мм)

(30 мм)

 

Холоднотянутая

 

2260(226)

43,5

2,2

3,2

3,7

 

6,0

0,6

1,6

 

2,6

3,1

 

5,4

У8

Отпущенная в соли

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

225° С

в течение

6 ч

2140(214)

48

4,7

6,0

6,8

 

8,5

2,8

1,9

 

3,2

4,0

 

5,7

 

Отпущенная в соли

при

39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,4

 

450° С

в течение

5 с

2100(210)

5,5

6,5

6,9

 

9,0

4,6

0,9

 

1,9

2,3

 

 

Холоднотянутая

 

1865(186,5)

51

2,4

3,1

4,1

 

6,2

0,7

1,7

 

2,4

3,4

 

5,5

70

Отпущенная в соли

при

 

 

5,7

6,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

225° С

в течение

6 ч

1900(190)

48,5

4,3

 

8,7

2,3

2,0-

 

3,4

4,1

 

6,4

 

Отпущенная в соли

при

51

5,4

7,0

 

 

7,9

3,4

 

 

 

 

 

5,7

 

450° С в течение

5 с

1895(189,5)

7,1

 

2,0

 

3,6

3,7

 

б,%

28 -

24 -

20-

16 -

12 - д - 4 -

8

12

16

20

0

4

в

12

16

20

О

 

16

20

 

 

 

Нопера делений порасчетной длине образца

 

 

 

20 40

60

80

100

О

20

40

60

80

100

О 20

40 60

80

100

 

 

 

 

 

Длина образца, т

 

 

 

 

 

Рнс. 19. Кривые

распределения

от­

носительных

у д л и ­

нений

 

по

 

расчет­

ной длине

образца

в

зависимости

от

марки

стали

и

способа

обработки

проволоки

диамет ­

 

ром

3

мм:

 

а

холоднотяну ­

тая:

б — отпущен­

ная

при

450° С

в

течение

5

с:

в—от­

пущенная

 

при

225° С

 

в

течение

 

 

 

6

ч

 

 

 

 

Рис.

20. Зависимость

отношения

ау.а1ав

от

условного

 

 

допуска остаточной деформации при определении услов­

 

 

ных пределов упругости и текучести арматурной проволо­

 

 

ки диаметром 3 мм из

стали 70, подвергнутой трем

видам

 

 

 

 

 

обработки:

 

 

 

 

 

 

 

/ — только холодному

волочению;

2 — холодному

волоче­

0,01 0,03 0,05

0,1

нию

и отпуску

при 225° С

в течение

6

ч; 3

холодному

 

волочению

н отпуску

при 450° С

в

течение

10

с

Условный допуск на остаточную деформацию, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 45

Зависимость остаточного (Д/), упругого (Д/у П р) и общего удлинения (Д/общ) проволоки диаметром 3 мм (сталь 70)

от завершающей обработки, %

Проволока

д /

Л ' у п Р

д ' о б щ

Холоднотянутая

1,3

0,7

2

Отпущенная

в соли

при 450° С

0,5

4,7

в течение 5

с

4,2

(в пределах 0,005—0,2%) арматурной проволоки диа­ метром 3 мм холоднотянутой, а также дополнительно подвергнутой низко- и среднетемпературному отпуску, иллюстрирует рис. 20.

Выполненное Н И И Ж Б сравнение изгиба и характера разрушения балок, армированных отпущенной и неотпущенной проволокой диаметром 5 мм, изготовленной в ЦНИИЧМ, подтвердило целесообразность использова­ ния отпущенной арматуры [1].

Данные экспериментов показывают, что значитель­ ной разницы в свойствах и микроструктуре проволоки, подвергнутой длительному низкотемпературному и срав­ нительно краткому среднетемпературному отпуску, не существует. Более высокое равномерное относительное удлинение 6Р, очень важное для потребителей арматуры, получено при ускоренном отпуске в среде с более высо­ кой температурой. Исходя из совокупности результатов всех изложенных выше исследований, ЦНИИЧМ было рекомендовано применять ускоренный отпуск как более производительный и обеспечивающий повышенное рав­ номерное удлинение проволоки.

Чтобы спроектировать и построить специальные аг­ регаты для рекомендованного среднетемпературного по­ точного отпуска арматурной проволоки в расплаве со­ лей, потребовались данные о влиянии не только нор­ мального режима отпуска в процессе движения прово­ локи в нагревающей среде, но и удлиненного режима от­ пуска во время периодических остановок намоточных барабанов для съема с них обработанной проволоки. Для получения этих материалов было проведено специ­ альное исследование, из результатов которого (рис. 2Т и

86

?200(220)

N 4

I 2100(210)}-

t 20001200)

1900(190)

£ 2200(220) % 2000(200) ^ 1800(160)

5- 1600(160)\

1600(160)

I

^ 1400(140)

I

51200(120)

1000(100)

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

 

 

 

 

Время, сек

 

 

 

 

Рнс. 21. Изменение механических свойств холоднотянутой

проволоки

диаметром

2,5 мм из стали 90 в зависимости

от длительности отпуска

и температуры рас­

 

 

плава

соли, "С:

 

 

 

 

 

 

 

/ — 330; 2 — 380 ; 3 — -150

 

 

 

 

87

22) следует, что отпуск холоднотянутой высокопрочной арматурной проволоки фактически делится на два пери­ ода: первый, в течение которого постепенно возрастают упруго-прочностные характеристики (сто.оь сто,2, ав ) и од­ новременно уменьшаются пластичность (оюо) и ползу­ честь, и второй, когда упруго-прочностные характерис-

^1720 (172) ]

X

% тот)

\i

^1560 (156) \ 1460(746)

%1600(160)

%1400(140) 1200 (120)

0,04

''0,02 О 5 10 15 20253035 40

В ремя, сек

Рис. 22. Изменение механиче­ ских свойств холоднотянутой проволоки диаметром 5 мм из стали 80 в зависимости от длительности отпуска и тем­

пературы расплава соли:

/ — 330° С;

2 — 380° С;

3

450° С

тики падают с увеличением длительности нагрева, а уд­ линение и ползучесть возрастают. Первый период харак­ теризуется доминированием процессов упрочнения, глав­ ным образом деформационного старения, при, очевидно, недостаточном влиянии факторов, обусловливающих разупрочнение (в первую очередь процесса возврата); в дальнейшем преобладает воздействие возврата и (с по­ вышением температуры нагрева и выдержки) процесса рекристаллизации.

Конкретные величины отдельных характеристик про­ волоки суммируют результаты обоих процессов •— упроч­ нения и разупрочнения стали.

Режимы отпуска, обеспечивающие получение требу­ емого комплекса свойств, можно считать рациональными. Рекомендуется следующая продолжительность отпуска арматурной проволоки диаметром 5 мм: 20 с при темпе­ ратуре расплава соли 330° С, 15 с — при 380° С и 4,5 с — при 450° С.

88

Допустимый

максимальный

запас

времени

при

ос­

тановках проволоки в зонах нагрева

(в период

останов­

ки намоточных

барабанов для

съема мотков и т. п.)

мо­

жет быть

следующими) при

330° С— трехкратным

по

отношению

к

рекомендуемой

длительности

отпуска;

б) при 380° С — двукратным и в) при 450°С — полутор­ ным. Если необходимы более длительные задержки дви­ жения проволоки, нужно либо вырезать или удалять другим способом участок проволоки, переотпущенный в ванне, либо, что целесообразнее, применять устройство для быстрого удаления «переотпускаемого» участка проволоки из расплава.

Оптимальной при обычных производственных усло­ виях следует считать температуру отпуска 380° С.

Отпуск арматурной проволоки нитью в расплавах солей

на

специализированных

агрегатах

1

На ХСПКЗ было проведено промышленное опробо­

вание отпуска

нитью арматурной

проволоки

диаметром

5 мм периодического профиля в расплавах свинца и ниттрита натрия. Оказалось, что свойства проволоки, отпу­ щенной в нитрите натрия, не уступают свойствам прово­ локи, отпущенной в расплаве свинца; кроме того, уста­ новлена значительная опасность применения свинца при отпуске арматурной проволоки, особенно периодическо­ го профиля, для здоровья рабочих. Поэтому свинец был полностью заменен расплавом нитрита натрия. На рис. 23 показана схема одного из широко внедренных на сталепроволочных заводах отпускных агрегатов, спроек­ тированных институтом «Гипрометиз» по техническому заданию ЦНИИЧМ и построенных Алма-Атинским за­ водом тяжелого машиностроения (АЗТМ). Эти агрега­ ты обеспечивают выпуск отпущенной арматурной прово­

локи, по своим стандартным

механическим

свойствам

полностью удовлетворяющей

требованиям

ГОСТа [ 1 ;

7;

98].

 

 

1 В работах по низкотемпературному отпуску, а также других от ХСПКЗ принимали участие Б. Д. Хохряков ,В. И. Ориничев, А. Т. Сем-

кин, В. И. Скрипничеико, Н. Д. Пизюра, И. И. Хелеменднк, В. А. Чепеног, А. А. Ильин, Р. И. Будинштейн, Л. С. Новикова, М. В. Корти­ ков, Н. И. Покровков, Л. А. Ориничева, Н. И. Михайлова, Л. С. Ти­ мошенко и др.

89

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ