Способ изготовления длинномерных стальных изделий

 

О П И С А Н И Е ()937523

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соихэ Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.05.80 (21) 2938678/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (5) )IVL. Кл.

С 21 0 1/04

С 21 0 8/Об

5Ьрударствсннм((комнтет

СССР ю двлам нэебретеннй

N OTNphlTNll

Опубликовано 23,06,82. 61оллетеиь ¹ 23

Дата опублмкования описания 23.06.82 (53) УД К 621.78. .011:669.14., - =-01&.4(088.8) В. Н. Гриднев, В. Г. Гаврнлюк, А. В. Козлов, Ф. И. Машлейко, Ю. Я. Мешков, К. В. Михайлов, H. С. Мордюк, А. г1. Семавина, Ю. А. Полушкин, В. И. Федоров, И. И, Кр мчанский

° и С. А. Терских

Институт металлофиэики АН Украинской ССР, Научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР, Белорецкий металлургический комбинат и Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области изготовления длинномерных стальных изделий, высокопрочной арматурной проволоки из углеродистых сталей.

Известен способ изготовления арматурной проволоки, включающий термическую стабилизацию, заключающийся в том, что проволоку после патентирования и волочения под. вергают нагреву до температур 300 С при одновременном приложении растягнвающей нагрузки ниже предела текучести. Этот способ (фирмы Сомерсет" ) позволяет повысить релаксационную стойкость арматурной прово- ° локи в сравнении с состоянием после холодного волочения с отпуском (1).

Недостатком этого способа является низкая производительность, обусловленная наличием нетехнологичной операции отпуска под натяжением, осуществляемой на громоздком оборудовании.

Известен также способ изготовления арматурной проволоки, включающий сочетание холодного и теплого волочення при температт2 рах ниже температуры рекристаллизации с обжатнем 5 — 25% (2) .

Недостатком указанного способа изготовления стальной проволоки является недостаточное повышение релаксационной стойкости, обусловленное тем, что схема напряженного состояния при волочении отличается от схемы нагружения арматурной проволоки при эксплуатации в строительных конструкциях вслед

10 ствне чего сопротивление микропластической деформации прн эксплуатации понижается под действием обратных напряжений.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ изготовле15 ния арматурной проволоки,.включающий патентирование, холодное волочение, низкотемпературный отпуск, нагрев до 300 — 350 С содновременным механическим натяжением и вибрацию вибратором с эксцентриками (31.

Проволока или прядь подвергаются периодическому знакопостоянному нагружению с частотой до 350 об/мин и максимальным напряжением, составляющим 50-60% от предела прочности (3(.

937523

20

30

Релаксация напряжений

1000 ч при 6=0,78,%

Амплитуда, мкм

Частота, кГц

Без ультразвука (изрестный) 3,0 — 3,5

2,0-2,5

1,8-2,0

20!,5-. 1,8

0,9 -1,2

1.8.— 2,3

20

15 -2,0

Недостатком известного способа является громоздкость оборудования, а также неизбежное наличие пучностей и узлов колебаний проволоки, обусловленное наложением отраженных и основных колебаний и приводящее к различным свойствам материала по длине.

Наиболее эффективной из возможных схем теплой деформации является схема, максимально приближающаяся к виду напряженного состояния при эксплуатации. Например, предварительно напряженная арматура в строительных изделиях подвергается комбинированной деформации растяжения с изгибом, и, следовательно, способ стабилизации арматуры должен включать подобную деформацию.

Физический смысл этого требования состоит в том, что приложение деформации иного знака в сравнении с примененной при предыдущей деформации или стабилизации вызовет скольжение в обратном направлении в ранее активированных кристаллографических плоскостях, причем сопротивление микропластической деформации будет понижено, поскольку обратные напряжения от заблокированных у препятствий дислокационных скоплений, облегчают движение дислокаций в направлении, противоположном направлению

Ф предыдущего скольжения. Наряду с этим может начаться скольжение в других, ранее не действовавших плоскостях скольжения, где движение дислокаций будет затруд- нено лишь наличием дислокационного леса.

Этому требованию не удовлетворяет ни один из известных способов.

Цель изобретения — повышение релаксационной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления .длинномерных стальных иэделий, включающему предваритель4 ную термическую обработку и холодную пластическую деформацию, нагрев до температур ниже температуры рекристаллизации и пластическую деформацию при этих температурах, изделие в процессе нагрева и деформации подвергают воздействию ультразвука.

В связи с этим создание высокой плотности дислокаций обеспечивается предварительной холодной деформацией или термическим упрочнением, а блокирование дислокаций примесными атомами внедрения обесцвечивается применением теплой деформации в режиме динамического деформационного старения, Кроме того, равномерное распределение дислокаций обеспечивается ультразвуковой обработкой и предотвращением, таким образом, возникновения обратных напряжений.

При осуществлении теплой деформации волочением нижний предел степени деформации определяется необходимостью контакта с ультразвуковым инструментом (0,1%) верхний — ресурсом пластичности стали (30%).

Пример. Моток проволоки из ст.85 диаметром 8 мм весом 200 кг подвергают патентированию. После операции травления и подготовки поверхности производится холодное волочение по маршруту 8-7, 2-6, 4 — 5,7 мм на проволочном стане. Дальнейшая обработка проводится на экспериментальной установке ИМФ АН Украинской СГР.

Движущаяся проволока подвергается электроконтактному нагреву до температуры 300 С и волочению с обжатием 23% при одновременной обработке ультразвуком с частотами;

17, 20, 60 кГц и амплитудами 3 и 20 мкм

В таблице приведены результаты испытаний на релаксационную стойкость после обработки по известному и предлагаемому способам

93752

Составитель И. Липгарт

Техред И. Гайду ;

Корректор А. Лзятко

Редактор Г. Волкова

Тираж 587

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 4381/35

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные результаты свидетельствуют о том, что оптимальный режим обработки . ультразвуком при деформации волочением с обжатием 23% включает частоты в интервале

20 кГц, . и амплитуды 20 мкм.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным заключаются в повышении производительности процесса, экономичности применяемого оборудования и обеспечения более высокой релаксационной стойкости.

Повышение релаксационной стойкости (например, арматурной проволоки) на 30% позволит экономить от 5 до 10% металла в зависимости от типа армированил железобетон ных конструкций. Ожидаемый экономическин эффект от внедрения предлагаемого изобретения составит, соответственно, от 12 до

25 руб. па тонну продукции.

Формула изобретения

Способ изготовления длинномерных стальных изделий, например проволоки, включаю3 6 щий предварительную термическую обработку и холодную пластическую деформацию, нагрев до температур ниже температуры рекристаллизации и пластическую деформацию при этих температурах, о т л и ч а ю щ и "с я тем, что, с целью повышения релаксационной стойкости, изделие в процессе нагре-. ва и деформации подвергают воздействию ультразвука.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании Р 748357, кл. 72А, опублик. 1956.

2. Авторское свидетельство СССР Р515805, кл. С 21 0 8/06, 1976.

3. Квицаридзе О. И. и др. Суперстабилизированная высокопрочная арматурная проволока и пряди для предварительно напряженного железобетона. ЧИ International Congress

of the Federation International de la Precontrainte, New Jork, Мау — June, 1974.