книги / Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА И ВЕЛИЧИНЫ ЕГО ЗЕРНА ПЕРЕД ПАТЕНТИРОВАНИЕМ НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПРОВОЛОКИ

1.ВЛИЯНИЕ НОРМАЛИЗАЦИИ, ПРОВЕДЕННОЙ ПЕРЕД ПАТЕНТИРОВАНИЕМ, НА СВОЙСТВА ПРОВОЛОКИ

Опираясь на принцип ориентационного и размерного соответ­ ствия при фазовых превращениях, происходящих в твердых те­ лах, В. Д. Садовский, К. А. Малышев и Б. Г. Сазонов [55] уста­ новили, что крупное зерно, образовавшееся после высокотемпе­ ратурного на.грева, уничтожается при повторном нагреве лишь при температурах, значительно превышающих критическую точ­ ку Ас3.

Это положение, работа В. Я. Зубова о влиянии величины зер­ на на свойства проволоки [10], а также установленная в работах автора [56—60] взаимосвязь между приростом предела прочно­ сти и изменением пластичности послужили теоретическими пред­ посылками для исследования влияния нормализации, т. е. вели­ чины зерна перед патентированием, на изменение свойств прово­ локи.

Серия экспериментов была проведена на стали марки У9А, имеющей химический состав: 0,86% С; 0,23% Мп, 0,24% Si; 0,020% S; 0,020% Р; 0,07% Сг; 0,11% Ni; 0,10% Си.

Катанку диаметром 6,2 мм подвергали термической обработ­ ке по четырем вариантам.

I в а р и а н т : патентирование при длине печи 10 м, длине ванны 3,5 м, температуре 'нагрева 950 °С, температуре охлажда­

и продолжительности пребывания проволоки в печи 7 мин.; да­ лее патентирование по режиму I варианта.

III в а р и а н т : нормализация при температуре печи 1050°С и продолжительности пребывания проволоки в печи 15 мин.; да­ лее патентирование по режиму I варианта.

пературной нормализации заготовки перед патентированием создает блатоприятные предпосылки для интенсификации про­ цесса волочения.

Исследованиями автора [56^-60] установлено, что при обжа­ тий до 80% в. патентованной стали У8А наблюдается более интенсивный подъем пластических свойств, чем в стали с пони­ женным содержанием углерода. Это дало основание полагать о возможности использования для производства высокопрочной проволоки заэвтектоидных сталей, например У12А, не применяе­ мых до сих пор (в* настоящее время при производстве высоко­ прочной проволоки ограничиваются применением стали У9А).

Первой операцией по подготовке катанки к дальнейшему во­ лочению в этом случае является отжиг на зернистый перлит для устранения цементитной сетки, отсутствие которой является обя­ зательным условием для получения высоких свойств проволоки после волочения.

Катанка из стали У12А была подвергнута отжигу на зернис­ тый цементит в цеховых условиях по режиму: нагрев до 760 °С за 4 часа 30 мин., выдержка при 760° С в течение 13 час., охлаж­ дение с печью до 680 °С продолжительностью в 4 часа, выдержка при 680 °С в течение 4 час., охлаждение с печью до 550 °С и за­ мочка в воде.

Микроструктура этой стали после отжига приведена на рис. 21, а*. Дальнейшую обработку стали У12А осуществляли по

III варианту, т. е. производили нормализацию (1050°С, 15 мин.)

ипатентирование. Такая термическая обработка обеспечила са­ мое высокое качество проволоки после ее волочения (табл. 7).

собжатием 93,5%

*При более быстром охлаждении катанки из заэвтектой|дной стали не­ посредственно после прокатки, например в горячен воде, также можно по­ лучить структуру без цементитной сетки.

Более дисперсная и равномерная структура «и крупнозерни­ стое строение патентированного металла, предварительно под­ вергнутого высокотемпературной нормализации, и обеспечивают высокие свойства проволоки после волочения.

Описанный механизм перекристаллизации не согласуется с представлениями, происходящими при нагреве и охлаждении стали, излагаемыми в учебниках и монографиях по металлове­ дению, но находится в полном соответствии с принципом ориен­ тационного и размерного соответствия фазовых превращений

а-ь-у [55].

В микроструктуре заготовок, обработанных по III варианту (нормализация при 1050°С в течение 15 мин. и патентирование), более ярко выражено перистое строение (рис. 18, в) и при этом получены наиболее высокие свойства проволоки (см. рис. 19 и 20). Наименее ярко выражена перистость в структуре стали, обработанной по I варианту, т. е. без нормализации перед патентированием (рис. 18,а). Здесь свойства проволоки низкие (см. рис. 19 и 20).

Так как III вариант термической обработки обеспечил наи­ более высокие свойства проволоки, можно полагать, что микро­

структура патентированной заготовки с ярко выраженной перистостыо наиболее благоприятна.

Аналогичная закономерность изменения структуры и свойств получена автором и на проволоке других диаметров из стали

У8А и У12А [62].

2. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ НАГРЕВ ЗАГОТОВОК ПРИ ПАТЕНТИРОВАНИИ — СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОВОЛОКИ ПОСЛЕ ВОЛОЧЕНИЯ

При изучении влияния нормализации перед патентированием на изменение свойств проволоки оба вида термической обработ­ ки производили раздельно, в две операции.

Для проверки возможности замены высокотемпературной нормализации высокотемпературным нагревом непосредственно на патентировочной печи, т. е. для проверки возможности совме­ щения двух операций, была запатентирована проволока тонких размеров из сталей У9А и У12А при необычных режимах на­ грева,

В первом случае на одном из заводов на агрегате с печью длиной 13 м и ванной длиной 4,5 м запатентировали проволоку диам. 1,8 м из стали У9А (0,92% С) по режиму, указанному в табл. 8.

Во втором случае на другом заводе была запатентирована проволока диам. 1,8 мм из стали У9А (0,94% С) и диам. 1,4 мм из стали У12А (1,15% С и 1,17% С). Длина печи 16 м, длина ванны 5 м. Режим патентирования приведен в табл. 9.