CC BY
90
УДК 620.173.25
ИЗМЕНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННОЙ СТАЛИ МАРКИ 12Х18Н10Т ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ
1 12 Железков О.С. , Малаканов С.А. , Ширяев О.П.
1ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный
техническийуниверситет им. Г.И. Носова», Россия
2ОАО «ММК-МЕТИЗ», г. Магнитогорск, Россия
В связи с интенсивным развитием в последние годы атомной энергетики, нефтяной и газовой промышленности, авиа- и судостроения, медицинской техники и других отраслей народного хозяйства, наметилась тенденция роста производства и потребления крепежных изделий из коррозионностойких сталей и сплавов [1].
В настоящее время крепеж из нержавеющих сталей, в основном, изготавливается методами обработки резанием, что связано с низкой производительностью и значительными потерями металла в стружку.
Изготовление крепежных изделий из коррозионностойких сталей штамповкой обеспечивает повышение производительности и экономию металла. Однако специфические свойства нержавеющих сталей (структура, структурные превращения при нагреве и пластическом деформировании, интенсивное упрочнение при холодной деформации, налипание на инструмент и др.) создают определенные трудности при штамповке и требуют проведения специальных исследований.
Нержавеющие стали при холодной пластической деформации интенсивно упрочняются, что приводит к росту усилий на технологический инструмент и снижению его стойкости, а также возникновению микро - и макротрещин, вследствие исчерпаемости ресурса пластичности [2-4].
В многопереходных процессах штамповки с целью снятия наклепа и повышения пластичности сталей возможно использование промежуточной термообработки полуфабрикатов. При этом повышение штампуемости существенно зависит от режимов термообработки и, в первую очередь, от температуры нагрева. Однако нагрев в некотором критическом интервале температур может привести к образованию карбидов хрома и снижению коррозионной стойкости.
С целью определения рациональных режимов термообработки полуфабрикатов, при которых обеспечивается повышение пластических свойств сталей без снижения коррозионной стойкости, проведена серия экспериментов. При оценке влияния температуры отжига на сопротивление деформации эксперименты проводились в следующей последовательности. Калиброванная сталь марки 12Х18Н10Т диаметром 11,65 мм подавалась в отрезное устройство холодновысадочного автомата АВ-1921, где отрезались заготовки длиной 65 мм. На разрывной машине 2Д-100 (Германия) с помощью специального приспособления, обеспечивающего соосность матрицы и пуансона, штамповались цилиндрические головки. При фиксированном усилии деформирования Р1 = 300 кН формировались головки с высотой Н1 = 9,0 ими диаметромП1 = 18,4 мм. Затем заготовки с отштампованными головками подвергали термобработке, включающей нагрев в муфельной печи МП-2УМ до различных температур в диапазоне 400-850 °С, выдержку в течение 30 мин и охлаждение на воздухе. После чего головки термообработанных заготовок подвергались повторной штамповке с фиксированным усилием Р2 = 300-320 кН. При этом замерялись высота Н2 и диаметр Б2 повторно высаженных головок. Результаты экспериментов представлены в таблице.
Результаты экспериментов
Р1, кН Н1, мм Б1 , мм 1, °С Р2, кН Н2 , мм В2, мм
300 9,0 18,4 400 300 8,9 18,5
600 300 8,8 18,6
700 300 8,6 18,8
770 300 8,2 19,3
850 320 7,3 20,4
Для оценки снижения сопротивления деформации использовалась известная формула Губкина - Зибеля для определения удельного давления при осадке цилиндра [5]
п
р = GS (1 + —).
(1)
где <УЯ - сопротивление деформации (предел текучести); Б, Н - диаметр и высота деформируемого цилиндра; ¡Л - коэффициент трения.
Используя зависимость (1), определяли относительное снижение сопротивления деформации термообработанных образцов
Г
Да
о
S2
1
ц-Д 3 • Н1
• В • Р
М 2
Ос
Ц • Б2
V
3 • Н
(2)
В2 • Р
21
2
По результатам выполненных расчетов построен график, характеризующий зависимость относительного снижения сопротивления деформации от температуры отжига (см. рисунок).
СТЯ,/ С«!
О
5
400 500 600 700
температура отжига, °С
800
900
Влияние температуры промежуточного отжига на сопротивление деформации холоднодеформированной стали марки 12Х18Н10Т
1
Анализ полученных результатов показал, что при температурах отжига 800-850 °С, сопротивление деформации <rs снижается на 15-20 %.
Список литературы
1. Ульянин Е.А. Коррозионностойкие стали и сплавы. М.: Металлургия, 1980. 208 с.
2. Кроха В.А. Кривые упрочнения металлов при холодной пластической деформации. М.: Машиностроение, 1968. 131 с.
3. Третьяков A.B., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. 224 с.
4. Богатов A.A., Межерицкий О.И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. 144 с.
5. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1960. 458с.
УДК 621.771.25
К ВОПРОСУ ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА СОРТОВОГО ПРОКАТА НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В ПОТОКЕ ПРОВОЛОЧНОГО СТАНА
Шубин И.Г., Шубина Н.И.
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный техническийуниверситет им. Г.И.Носова», г. Магнитогорск, Россия
Разработка технологии прокатки металла с заданным комплексом свойств обычно осуществляется на базе выполнения обширных экспериментальных лабораторных и промышленных исследований. Для массового внедрения в практику рациональных технологических процессов производства прокатной продукции требуемый объем экспериментов становится настолько значительным, что его реализация является затруднительной. Как следствие, появляется необходимость разработать аналитический метод расчета оптимальных параметров технологического процесса прокатки, обеспечивающих получение заданного комплекса свойств готового проката и изделий из него [1].
Важнейшей технической характеристикой прокатного стана, во многом определяющей условия реализации устойчивого процесса производства, является температурный режим прокатки. Температурный режим тесно взаимосвязан с деформационным и скоростным режимами и определяется конструктивными особенностями стана: схемой расположения основного технологического оборудования, техническими характеристиками его основных агрегатов - нагревательных печей, рабочих клетей и вспомогательного оборудования.
Компактное расположение рабочих клетей и высокие скорости прокатки обусловили специфический характер изменения температуры прокатываемой полосы по длине современных непрерывных среднесортных, мелкосортных и мелкосортно-проволочных станов. В черновых группах клетей и части промежуточных групп происходит значительное снижение температуры прокатываемого металла (от 1100 - 1200 до 900 - 950 °С), а затем температура раската начинает расти за счет деформационного разогрева [2]. В связи с этим, особую роль в формировании характеристик качества готового проката играет характер изменения температурного поля, а также абсолютные значения температуры металла в поперечном и продольном его сечениях, что особо заметно не только при производстве легированных марок стали и стали специального назначения, но и высокоуглеродистых, используемых в метизной промышленности.
