CC BY
34
While preparation of mold core for metal casting with a large shrinkage lamellar graphite compounds with halides are the most prospective. The applying of lamellar graphite compounds in the foundry decreases metal consumption, improves core knockout tand quality of metal with a large shrinkage
Keywords: lamellar graphite compounds, intercalation, acceptor graphite compounds, halidies
В статт1 описат дослгдження структури та властивостей термозмщненого арматурного прокату марки СтЗТРпс у потощ без-перервних прокатних статв з вико-ристанням способу переривистого гартування. Обгрунтоваш можливостг використання термхчного змщнення для вдосконалення технологи виготов-лення арматурного прокату
Ключовг слова: структура, термозмщнений арматурний прокат, переривисте гартування
В статье описано исследование структуры и свойств термо-упрочненого арматурного проката марки СтЗТРпс в потоке беспрерывных прокатных станов с использованием способа прерывистой закалки. Обоснованы возможности использования термического упрочнения для усовершенствования технологии изготовления арматурного проката
Ключевые слова: структура, тер-моупрочненый арматурный прокат, прерывистая закалка
УДК 669.017: 621.77
ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ ТЕРМОЗМ1ЦНЕНОГО АРМАТУРНОГО ПРОКАТУ В ПОТОЦ1 ДР1БНОСОРТОВОГО СТАНУ
Д. Ю. Клюев
Кандидат техшчних наук Кафедра металурпйних технологш* Контактний тел.: +38 (097) 582-44-55 С. Б. Комлев Заст. начальника цеху з технологи, СПЦ №2 ПАТ «АМКР» м. Кривий Pir, вул.Орджошкщзе, 1 Контактний тел.: +38(056)4993333 С. О. Мацишин Астрант, асистент кафедри Кафедра обробки металiв тиском та металурпйного обладнання* Контактний тел.: +38 (067) 190-52-31 E-mail: [email protected] *ДВНЗ «Криворiзький нацюнальний ушверситет» вул. 22-ого Партз'Тзду, 11, м. Кривий Pir, УкраТна, 50027
1. Вступ
Пщвищення якост продукцп е одним з основних завдань металургшного виробництва, послщовне виршення якого здатне забезпечити його продукцп необхщну конкурентоспроможшсть. Виршення цих завдань мктиться в розробщ та освоенш нових та вдосконалених кнуючих технологш термозмщнення прокату, що забезпечать пщвищення керованост1 про-цесом формування ф1зико-мехашчних та споживчих властивостей продукцп металургшного виробництва.
2. Аналiз л^ературних даних та постановка проблеми
Анал1з лггератури свщчить про те, що юнуе багато шформаци стосовно терм1чного змщнення прокату [1-5]. Однак, щодо формування структури та властивостей термозмщненого арматурного прокату 1з застосуван-ням переривистого гартування у сучаснш л1тератур1
освгтлено недостатньо. Вщсуттсть даних, що визначила-ся остантм часом стосовно законо]Мрносп формування структури та властивостей при розпадi переохолоджено-го аустешту, пiсля переривання 1нтенсивного охолоджен-ня, при використаннi способ1в переривистого гартування арматурного прокату, стало чинником, стримуючим роз-виток технологН виробництва цього виду прокату.
У зв'язку з цим проведення дослщжень е завданням актуальним, оскшьки це дае можливкть досягти нових технологiчних ршень при виробництвi арматурного прокату, що забезпечують як п1двищену керованiсть процесом формування структури i властивостей прокату, так i можливiсть надання йому додаткових спо-живчих властивостей.
3. Мета та задачi дослщження
Метою дано! роботи е дослщження структури та властивостей термозмщненого арматурного прокату
1/5 ( 61 ) 2013
у потощ безперервних прокатних станiв з використан-ням способу переривистого гартування та можливост використання термiчного змщнення для вдосконален-ня технологи та отримання арматурного прокату iз заданим розподшом мiкроструктури по його перетину.
4. Експериментальш данi та 1х обробка
Дослiдження закономiрностей формування мжроструктури арматурного прокату, що термiчно змщнюеться в потоцi безперервного стану викону-вали на арматурнiй сталi марки СтЗТРпс. Хiмiчний склад наведений в табл. 1. Мшроструктурний аналiз виконували за допомогою мiкроскопу <^ЕОРНОТ-21». Для виявлення мшроструктури виконували травлен-ня полiровано! поверхнi зразкiв 4%-вим спиртовим розчином азотно! кислоти. Механiчнi випробування на розтягування проводили на машиш INSTRON ТТ-DM-L вiдповiдно до вимог ГОСТ 1497-84. Випробування натурних зразшв арматури дiаметром 12 мм на розтягування проводили на машиш INSTRON 1200К^
З метою отримання арматурного прокату з заданим розподшом мшроструктури по його перетину, термiчно оброблених iз застосуванням способiв переривистого гартування, були розроблеш режими термiчного змiцнення арматурного прокату, як наведенi в табл. 2. У табл. 3 наведеш мехашчш властивостi готового прокату, термiчнозмiцненого за розробленими режимами.
Таблиця 1
Вмют хiмiчних елементiв в стал^ що застосовуеться при проведены досл^жень
Марка стал1 Вм1ст елемент1в %
С Мп Si Ni Сг S Р
СтЗТРпс 0,18 0,57 0,09 0,19 0,18 0,019 0,029
Таблиця 2
Експериментальнi режими термiчного змiцнення арматурного прокату
Номер Тиск води по секщям, МПа Швидюсть
Марка стал1
режиму 1 2 3 4 5 6 7 8 прокатки, м/с
СтЗТРпс 1 0,8 0,6 0,6 0 0 0 0 0 11,8
2 1,5 0,6 0,6 0 0 0 0 0 11,8
Таблиця 3
Мехашчш властивост арматурного прокату, термiчно змщненого за рiзними режимами
Марка стал1 Номер режиму Мехашчш властивост
от, Н/мм2 ов, Н/мм2 §5, %
СтЗТРпс 1 405 515 28,0
2 550 635 22,
До наведених в табл. 2 режимам необхщно додати, що при виконанш режимiв змiцнення 1 та 2 в трасу вводили першi три секцп установки. Отже, при швидкост 11,8 м/с тривалiсть перебування арматурного прокату у термотраа складала 1,4 с.
Режим 1 розроблений з метою перев iрки можливост здобуття в потощ прокатки термiчнозмiцненого прокату, в якому замють безперервного мартенситного шару безпосередньо до поверхш прилягали шари з мiкроструктурою, одним з основних елеменпв яко! е квазiевтекто!д. Наведенi на рис. 1 мшроструктури термiчнозмiцненого арматурного прокату дiаметром 12 мм iз сталi СтЗТРпс тдтверджують реальнiсть здобуття прокату з под iбними структурами. При цьому сл щ зазначити, що для того, щоб колонп квазiевтекто!ду, що формуються в структурi прокату, не втрачалися серед мартенситних або бейштних структур, як можуть формуватися при другому перiодi iнтенсивного охо-лоджування, цей режим мiстить лише один з перiодiв такого охолодження.
Рис. 1, а свщчить про те, що тсля використання за-значеного режиму мшроструктура шарiв арматурного прокату, що знаходяться нав^ь в безпосереднш близькостi вiд поверхнi, складаеться переважно з колонш квазiевтекто!ду зi стрижневою будовою цементиту, що мютиться в них. У складi представлено! мшроструктури е видимими також дшянки структурно повiльного фериту. Але !х кiлькiсть тут мала.
д
Рис. 1. М^роструктури арматурного прокату зi сталi СтЗТРпс, термiчно- змiцненого за режимом 1 в шарах, що знаходяться на рiзних видаленнях вщ поверхш (х500): а — 0,1 мм; б — 0,8 мм; в — 1,8 мм; г — 2,6 мм; д — 3,0мм; е — 6,0 мм
При видаленш вщ поверхш колонп квазiевтекто!ду збшьшуються, збшьшуються також розмiри та число дiлянок надлишкового фериту (рис. 1, б). Серед оста-ншх починають бути видимими дуже дрiбнi перлiтнi колонп з пластинчастим перл^ом (рис. 1, в). При видаленш вщ поверхнi на 2,6 мм в арматурному стрижш роз-ташовуються шари, в яких кшьюсть та розмiри колонiй квазiевтекто!ду рiзко зменшуються, а дiлянки надлишкового фериту збшьшуються (рис. 1, г). Збшьшуеться також i кшьшсть колонiй пластинчастого перлiту, але вони залишаються дуже дрiбними. При ще бiльших видаленнях (рис. 1, д) зникають останш дрiбнi колонГ! квазiевтекто!ду i структура стае ферито-перлiтною з переважним вмютом в структурi надлишкового фе-
е
г
риту. Проте при наближенш до центру перетину доля пластинчастого перлпу в структур! збшьшуеться до 40 - 45 % (рис. 1, е).
Змши мшроструктури, що виявляються по перетину терм1чнозмщненого арматурного прокату за режимом 1, пояснюються змшами температури. Так, найбшьший вм1ст в структур! кваз1евтектоТду та найменша юльюсть надлишкового фериту в прилеглих до поверхш шарах пояснюеться тим, що щ шари пор1вняно з вщдаленими вщ поверхн знаходилися найбшьший час в межах температурного штервалу, обмеженого знизу температурою початку бейштного перетворення, а зверху - Ас1 та найменше - в межах температурного штервалу Ас1-Асз.
Також був випробуваний в потощ прокатки режим
2 (табл. 2). Метою було шдтвердження можливост здобуття при вщповщному забезпеченн температур-них умов для розвитку фазових перетворень аустешту арматурного прокату з бейштними структурами, що починають формуватися, починаючи з шар1в, прилеглих безпосередньо до його поверхш. Мета була досягнута шляхом терм1чного змщнення прокату в трьох послщовно розташованих секщях, що охолоджу-вали, перша з яких знижувала температуру поверхш
3 надкритичною швидюстю до значень, близьких до температур! бейштного перетворення, а наступш дв1 забезпечували додаткове пониження температури поверхш з швидюстю, що не перевищуе критичну. Саме при останнш швидкосп охолоджування в прилеглих до поверхш шарах мало м1сце бейштне перетворення переохолодженого аустешту.
Рис. 2 тдтверджуе, що в поверхш, 1 на вщсташ вщ не! на глибиш 1,3 мм структура арматурного прокату була представлена лише бейштом.
Рис. 2. Мкроструктура арматурного прокату, тер|^чно змiцнюваного за режимом 2 (х500): а — у поверхш прокату; б — на вщсташ 0,6 мм вщ поверхш
У шарах, що знаходяться на ввддаленнях ввд поверхн больших, шж глибина поширення безперерв-
ного бейштного шару, структура, що формуеться, повшстю була однотипною з т1ею, яка утворюеться в прокат! при розпад1 аустешту тсля переривання штенсивного охолоджування по законом1рностях, як1 були встановлеш у роботь При цьому вочевидь, що при вживанш другого перюду штенсивного охолоджування, досить легко можуть бути досягнути умови, при яких структура арматурного прокату складалася б з бейшту у всьому його перетину.
Наведен вище результати, отримаш в результат! експеримент1в в потощ прокатки др1бносортного стану 250-1 ПАТ «АМКР» подтвердили можливють отри-мання нових даних про особливост розвитку фазових перетворень аустешту та формування структури по перетину арматурного прокату, що терм1чно змщнюеться 1з застосуванням способ1в переривистого гартування для здобуття прокату з такими особливостями макро-та мшроструктури, можливють досягнення яких при терм1чному змщненн1 в потощ прокатки рашше практично не була вщома.
Виробництво термозмщненоТ арматурно! стал1 д1аметром 12 мм на клас мщност1 А800 з1 СтЗТРпс за способом переривистого гартування у потощ др1бносортових сташв 250 показало, що таю показ-ники якост1, як мщшсть та пластичшсть ввдповвдають сучасним вимогам вгтчизняних та м1жнародних стандарт1в.
5. Висновки
Застосування способ1в переривистого гартування арматурного прокату забезпечуе можливють розробки нових технологш терм1чного змщнення в потощ прокатки безперервних сташв з пщвищеною зд1бшстю до керування процесом формування структури. Показано, що обов'язковою умовою для видшення зерен надлишкового фериту або колонш перлпу в заданих шарах терм1чно змщнюваного арматурного прокату 1з застосуванням способу переривистого гартування, яке необхщно враховувати при розробщ режим1в терм 1чного змщнення, е досягнення в цих шарах температур м1ж критичного або тдкритичного штервал1в. Отриман-ня прокату 1з заданим розподОлом мшроструктури по його перетину, терм1чно обробленого 1з застосуванням переривистого гартування забезпечуе придбання ар-матурним прокатом додаткових до ввдомих споживчих властивостей. Терм1чне змщнення арматурного прокату № 12 з1 СтЗТРпс на клас мщност1 А800 з використан-ням переривистого гартування показало, що показ-ники мщност1 та пластичност ввдповщають сучасним вимогам впчизняних та м1жнародних стандарт1в.
Лiтература
1. Высокопрочные арматурные стали. [Текст] / А.П. Гуляев, А.С. Астафьев, М.А. Волкова и др. - М.: Металлургия, 1966. - 138 с.
2. Термическое упрочнение проката. [Текст] / К.Ф. Стародубов, И.Г. Узлов, В.Я. Савенков и др. - М.: Металлургия, 1970. - 368 с.
3. Савенков, В.Я. Технологические основы и оборудование для термического упрочнения непрерывнодвижущегося мелкосортного профиля [Текст] / В.Я. Савенков // Упрочняющая термическая и термомеханическая обработка проката. - Вып. 1, Киев. - 1968. - С.7-14.
4. Стародубов, К.Ф. Влияние скорости охлаждения на свойства термически упрочненной арматурной стали [Текст] / К.Ф. Стародубов, В.Я. Савенков, В.И. Спиваков // Термическая обработка проката. - Вып. 36. - М.: Металлургия. - 1970. - С. 9-14.
5. Гуль, Ю.П. Влияние способа термического упрочнения на низкотемпературную прочность стержневой арматурной стали [Текст] / Ю.П. Гуль, А.С. Гулевский, А.П. Ярмоленко // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1973. - Вып. 5. - С. 31-32.
Abstract
The article presents the results of our studies in heat strengthening. Although there are many works, investigating heat strengthening of a reinforcing bar, modern literature could not provide sufficient information on formation of the structure and properties of reinforcement by broken hardening. To obtain the reinforcement with necessary distribution of the microstructure on the cross section, we have developed two modes of heat strengthening, varying by water pressure, supplied to the first section (mode 1 - 0.8 MPa, mode 2 - 1.5 MPa). The water pressure in the second and third sections, and the speed of rolling at two modes were similar and were equal to 0.6 MPa and 11.8 m/s respectively. The microstructures analysis showed that after the first mode of heat strengthening the structure consisted of colonies of quasieutectoid and rod cementite. After the second mode the structure consisted of bainite over the entire section.
The above results, obtained from experiments in the flow of jobbing mill 250-1 produced by public company «AMKR», confirmed the possibility of obtaining new data on the features of the phase transformations of austenite and the formation of such structure on the cross section of the reinforcement, which was little known. The use of broken hardening showed that such mechanical properties as strength and flexibility met the requirements of international standards. This improves handling of the process of the formation of structure and properties of bar, as well as adds to it additional consumer properties.
Keywords: structure, heat-strengthened reinforcing bar, broken hardening.
-□ □-
Представлено результати дослгджень по створенню низкощшьного вуглець-вуглецево-го композицшного матерiалу методом введен-ня оргашчних пороутворювачiв, що дозволяв одержувати матершл и заздалеггдь задани-ми властивостями. Матерiал, що одержують, з успгхом може бути використаний у якостi теплогзоляцп для електровакуумног техшки
Ключевi слова: вуглець-вуглецевий композицшний матерiал, карбониацш, поро-
утворювач, щшьнкть, теплоЬоляцЫ
□-□
Представлены результаты исследований по созданию низкоплотного углерод-углеродного композиционного материала методом введения органических порообразователей, позволяющих получать материал с заранее заданными свойствами. Получаемый материал с успехом может быть использован в качестве теплоизоляции для электровакуумной техники
Ключевые слова: углерод-углеродный композиционный материал, карбонизация, пороо-
бразователь, плотность, теплоизоляция -□ □-
УДК 620.22:661.666
ПОЛУЧЕНИЕ НИЗКОПЛОТНЫХ УГЛЕРОДНЫХ КАРБОНИЗОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ
А. В. Карпенко
Ассистент* Контактный тел.: 050-534-59-19 E-mail: [email protected] В. А. Скач ков Кандидат технических наук, доцент* И. Ф. Червонный Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой* Контактный тел.:(061) 223-82-61, 050-637-01-21 E-mail: rot44@yandeх.ru *Кафедра металлургии цветных металлов Запорожская государственная инженерная академия пр. Ленина 226, г. Запорожье, Украина, 69006
1. Введение
Создание новых современных углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) имеет важное значение для развития различных отраслей
промышленности, повышения эффективности и качества выпускаемой продукции. Особую роль при этом приобретает технология изготовления указанных материалов [1].
g
