книги / Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки

АННОТАЦИЯ

В брошюре рассмотрены основные технологические схемы производства высокопрочной стальной прово­ локи. Подробно изложены теория и практика патентнрования. Анализированы закономерности измене­ ния структуры и свойств проволоки в зависимости от химического состава стали, термической обработки и режима волочения.

Приведены результаты исследования высокопроч­ ной проволоки, изготовленной из стали с содержани­ ем углерода 0,9 и более % с применением высокотем­ пературной термической обработки.

Предложены рекомендации по расчету длины патентировочной печи и ванны, скорости патентирования, а также по составлению маршрутов волочения исходя из условия постоянства прироста предела прочности в каждом из проходов.

Описано влияние свойств проволоки па изменение характеристик тросов простейшей конструкции.

Брошюра предназначена для инженерно-техниче­ ских работников занятых сталепроволочным произ­ водством. Кроме того, она может быть использована металловедами, термистами, а также студентами металлургических институтов и техникумов.

Автор

Потемкин Константин Дмитриевич

Т-02222______Тираж 2800______Заказ 990______Цена 35 коп.______Изд. № 3539

Металлургиздат

Москва, Г-34, 2-й Обыденский пер. д. 14 Типография Металл ургизда та. Москва, Цветной б., 30

1.Взаимосвязь между длинами патентировочных печей и ванн, диаметром патентируемой проволоки и скоростью патентирова­

4.Некоторые практические рекомендации по выбору химического состава стали, величины частных и суммарных обжатий при про­

Программой Коммунистической партии Советского Союза, принятой на XXII съезде КПСС, а также семилетним планом развития народного хозяйства на 1959—1965 гг. предусматри­ вается бурный рост металлургической, топливной, машинострои­ тельной и других отраслей промышленности СССР.

Высокий уровень развития промышленности и строительства вызовет повышенную потребность в высокопрочной проволоке. В удовлетворении этой потребности важную роль будет играть усовершенствование технологии производства, повышение проч­ ности и пластичности проволоки, а также разработка сталей но­ вых марок.

Решение всех этих задач невозможно без знания закономер­ ностей изменения структуры, а также прочностных и пластиче­ ских свойств металла после его термической обработки и в ре­ зультате холодной деформации.

Автором были проведены подробные исследования процес­ сов термической обработки и волочения стальной проволоки. В частности, была изучена зависимость различных механических характеристик стальной проволоки (предела прочности, отно­ сительного -сужения, чисел скручиваний и перегибов и др.) от многочисленных факторов, определяющих свойства готовой продукции. Основными из этих факторов являются: содержание углерода в стали, вид термической обработки (патентирование, нормализация, отжиг), величины суммарных и частных обжатий при волочении, распределение частных обжатий при протяжке, структурное состояние стали перед волочением и размер зерна в металле перед патентированием.

Результаты проведенных исследований и предлагаются вни­ манию читателя. Кроме того, в брошюре подробно изложены материалы по патентированию стали и использованию высоко­ прочной проволоки.

из высокоуглеродистой ст'олн последний цикл операций (патентнрованнс, подготовка повер­ хности, волочение) может повторяться еще раз, если две первых операции термической об­ работки были нормализацией.

для совмещения патентирования и подготовки поверхности ме­ талла к волочению в одном рабочем процессе. В настоящее вре­ мя такие агрегаты уже созданы и эксплуатируются на заводах.

На агрегатах для совмещения патентирования и подготовки поверхности к волочению обработка проволоки происходит в следующей последовательности: р>азмотка со шпуль, нагрев в печи, охлаждение в расплаве селитры, промывка, травление, промывка, обтирка, омеднение, промывка, известкование (остек­ ление или покрытие бурой), сушка й намотка.

На агрегатах для совмещения патентирования и оцинкования проволока поступает вместо ванны для омеднения во флю­ совую ванну; затем она идет в оцинковочную ванну и на намо­ точный аппарат.

Подробное описание агрегатов обоих типов и технологии обработки проволоки на таких агрегатах приведено в специаль­ ных работах [1—4].

Группой работников Одесского сталепроволочно-канатного завода разработан способ, в котором патентирование и оцинкование проволоки осуществляются в одной ванне, заполненной расплавленным цинком [5, 6]. При этом нагрев проволоки осу­ ществляется в эвтектической смеси хлористых солей бария, на­ трия и калия. Пройдя через слой расплавленного флюса (хлори­ стый цинк) толщиной 100 мм, проволока поступает в расплав­ ленный цинк, а затем на намоточный аппарат.

Термическая обработка при производстве высокопрочной проволоки имеет различное назначение.

Первое — получение структуры, обеспечивающей необходи­ мые свойства металла для деформации его волочением до заго-

товки заданного диаметра, которая затем подвергается оконча­ тельной термической обработке и последующему волочению.

проволоки. В этом случае производится преимущественно патентирование.

Процесс патентирования заключается в том, что проволока, проходя нитью через муфель печи, нагревается выше верхней критической точки Асг (до 860—940° С) и поступает в ванну с охлаждающей средой (при 410—550°С), где происходит распад аустенита. Движение проволоки осуществляется при помощи намоточного устройства, устанавливаемого за ванной.

Для производства высокопрочной проволоки большинства сортов характерно то, что металл поступает на патентирование либо в нагартованном состоянии, либо непосредственно после прокатки; характерно также, что последней операцией терми­ ческой обработки является патентирование, а последней техно­ логической операцией — волочение.

^ Процесс волочения в значительной мере зависит от качества травления и подготовки поверхности проволки к волочению. Не­

должных свойств готовой проволоки, если неправильно выбраны химический состав стали и режимы ее термической обработки и волочения.

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ПАТЕНТИРОВАНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПРОВОЛОКИ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПАТЕНТИРОВАНИЯ

При производстве стальной проволоки патентирование при­ меняется около восьмидесяти лет. Однако сущность этого про­ цесса в продолжение значительного времени объяснялась не­ правильно. Считали, что в процессе патеитирования происходит закалка с отпуском, т. е. на первой стадии образуется мартен­ сит, а затем идет его разложение на феррито-цементитную смесь [7-9].

Многочисленные исследования изотермического превращения аустенита, проведенные в тридцатых годах, позволила сделать вывод, что «патентирование представляет не закалку с высоким отпуском, а изотермическое превращение переохлаж денного аустенита в так называемой первой ступени, когда про­ исходит непосредственный распад аустенита на смесь, состоя­ щую из феррита и цементита» [10].

Следовательно, патентирование рассматривается как про­ цесс изотермический. Однако применительно к углеродистым сталям это не совсем правильно, так как распад аустенита про­ исходит в определенном интервале температур.

Выделение тепла в процессе превращения переохлажденного аустенита весьма значительно даже при обработке тонкой про­ волоки.

Гензамер и др. [11] определили, что при диаметрах проволоки 6,3; 3,5 и 1,9 мм средняя температура реакции у-их была соот­ ветственно на 50, 20 и 8°С выше температуры ванны. Эти дан­ ные получены на стали, содержащей 0,78% С и 0,63% Мп.

Естественно, что реакция превращения происходит не при .-постоянной, a при снижающейся температуре проволоки. При этом в любом случае температура проволоки выше, чем температура охлаждающей среды. По этой причине нельзя счи­ тать патентирование изотермическим процессом.

Исследования, проведенные в ЦНИИЧМ при участии автора, также подтвердили это.