CC BY
21
УДК 621.77
ИССЛЕДОВАНИЕ ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОЙ ТРАВЛЕНОЙ ДРЕССИРОВАННОЙ ЛЕНТЫ
Голубчик Э.М., Медведева Е.М., Мартынова Т.Ю.
ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова», Россия
Одним из широко востребованных производимых видов стального проката является горячекатаная лента, в т.ч. травленая, отожженная, дрессированная. Данный вид металлопродукции предназначен для изготовления сварных строительных конструкций, труб, деталей автомобилей (в частности, дисков колес, соединителей рычагов задней подвески, кожухов полуосей) и т.д. Это обусловлено сокращением количества переделов, исключением, в частности, операций холодной прокатки и трансформации части механических свойств и эксплуатационных параметров холоднокатаной продукции на горячекатаную травленную
[1-3].
Учеными ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» совместно со специалистами ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО ММК) проводится комплекс исследований по освоению новой технологии производства горячекатаной травленой ленты повышенного качества как товарной продукции [4, 5].
Исследования проводились на металлопрокате из стали марки 07ГБЮ. Химический состав стали представлен в табл.1.
Таблица 1
Химический состав исследуемой стали 07ГБЮ
Содержание химических элементов
C Si Mn S P Сг № Си № л1 № и
0,08 0,28 0,69 0,003 0,012 0,04 0,02 0,04 0,005 0,038 0,020 0,015
Разработанная базовая сквозная технология производства горячекатаной травленой дрессированной ленты из стали марки 07ГБЮ иллюстрируется на рис. 1. Процесс дрессировки осуществляли на непрерывном двух клетевом прокатно-дрессировочном стане 630 (НДПС 630) ПАО «ММК».
Проведенные исследования по формированию механических свойств горячекатаной травленой ленты в процессе дрессировки показали, что применяемые технологические воздействия в условиях НПДС 630, не снижают уровень качественных характеристик ленты. При этом после процедуры ее дрессировки, при испытаниях образцов на растяжение, отмечено отсутствие площадки текучести, что благоприятно отражается на последующей штам-пуемости металлопроката.
Дополнительно при производстве горячекатаной травленой ленты с применением операции дрессировки была исследована анизотропия ее свойств. Для оценки анизотропии свойств от рулона опытной партии горячекатаной дрессированной ленты из стали марки
59
07ГБЮ был произведен отбор проб для проведения следующих испытаний: на растяжение, ориентированных под углом 0°, 45° и 90° к направлению прокатки; на твердость. Отбор проб осуществлялся на расстоянии 10,0 м от заднего конца (по прокатке) горячекатаного рулона до и после дрессировки.
Рис. 1. Технологическая схема производства горячекатаной ленты с применением операции дрессировки
Технологические параметры дрессировки приведены в табл. 2.
Таблица 2
Технологические параметры дрессировки стали 07ГБЮ
Тол- Шероховатость Линейная Относи- Натяжение, тс
щина, мм поверхности рабочих валков Яа, мкм скорость прокатки, тельное обжатие, % На моталке На разма-тывателе
10,1 1,3
10,2 1,2
10,1 1,4
3,5 3,3-3,5 10,3 1,4 7,0 9,0
10,4 1,3
10,7 1,3
10,5 1,5
10,5 1,3
Показатели механических свойств опытной ленты приведены в табл. 3.
Таблица 3
Механические свойства травленой ленты из стали марки 07ГБЮ размерами 3,5х410 мм
Предел текучести от, Н/мм Временное сопротивление ов, Н/мм Относительное удлинение, б5, % Твёрдость, * HBR , не более
Не менее
360 440 30 80
400 465 37 79
380 450 39 77
390 455 36 78
380 465 38 78
390 455 36 78
390 465 37 78
380 455 35 78
Дополнительно была оценена склонность проката к деформационному старению, имитирующая процесс штамповки и сушки лакокрасочного покрытия обода колеса. Для этого образцы на растяжение (после дрессировки) предварительно деформировали со степенью 4,5 % на растяжной машине AG-250kNIC и выдерживали в лабораторной печи ПЛ-20/12,5 в течение 1 ч при температуре 180 °C.
Испытания на растяжение проводили на плоских пропорциональных образцах по ГОСТ 1497, контроль твердости проводили по ГОСТ 9013.
Рядом с пробой на растяжение были отобраны пробы для оценки микроструктуры проката. Изучение микроструктуры проводили с помощью оптической микроскопии (микроскоп Meiji Techno IM7000). Оценку микроструктуры и структурных составляющих производили по ГОСТ 5639 и ГОСТ 5640 на микрошлифах после их травления в 4 %-ом спиртовом растворе азотной кислоты.
По результатам оценки следует, что микроструктура представляет собой смесь полигонального феррита с перлитом и цементитом, общее количество феррита 92-95 %. Величина зерна феррита по всей толщине соответствует 10 номеру с отдельными зернами 9 номера по ГОСТ 5639. Феррито-перлитная полосчатость соответствует нулевому баллу.
Результаты испытаний приведены в табл. 4.
Таким образом, по результатам исследования анизотропии свойств горячекатаной травленой ленты до и после операции дрессировки можно сделать вывод о несущественности влияния фактора редуцирования на различие свойств в различных направлениях от оси прокатки. Последующая переработка ленты в готовое изделие практически полностью устраняет анизотропию механических свойств, способствуя лучшему восприятию радиальных и диагональных нагрузок.
Что касается поверхности ленты, то дрессированная лента имеет более высокую однородность шероховатости, что является благоприятным для эргономичности внешнего вида и процесса нанесения лакокрасочных покрытий.
По результатам разработки инновационного технологического процесса были изготовлены и отгружены в адрес ОАО «АВТОВАЗ» опытные партии (59,7 и 96,59 т, соответственно) горячекатаной травленой ленты с улучшенной плоскостностью, минимизированными за счет использования операции дрессировки, разнотолщинностью и дефектностью поверхно-
сти. Указанная лента произведена размерами 3,5x410 мм и предназначена для изготовления детали № 2112-3101016 «диск колеса» для автомобилей LADA «GRANTA», LADA «PRIORA», LADA «KALINA», DATSUN. Внешний вид полученной ленты и отштампованного колеса представлен на рис. 2.
Таблица 4
Результаты исследования анизотропии свойств и микроструктуры опытного проката стали марки 07ГБЮ
Место отбора проб Ориентировка образца Тол- Механические свойства Микроструктура
№ рулона щина (h), 85, % Балл
мм О, МПа Ов, МПа HRB цементита перлита зерна феррита
до дрессировки 0° (вдоль) 3,55 365 460 33
90° (поперёк) 3,58 400 475 37 78 1А 1А 10(9)
45° 3,58 375 455 36
после дрессировки 0° (вдоль) 3,45 390 475 33
2 90° (поперёк) 3,44 415 480 35 80 2А 1А 10-9
45° 3,49 385 460 37
после дрессировки и старения 0° (вдоль) 3,43 435 490 28
90° (поперёк) 3,45 440 495 27 80 - - -
45° 3,42 430 495 29
б
Рис. 2. Внешний вид опытной травленой дрессированной ленты из стали марки 07ГБЮ (а) и отштампованного из нее колеса для автомобилей семейства LADA ОАО «АВТОВАЗ» (б)
Заключение
Разработанная технология производства горячекатаной травленой ленты с дополнительной операцией дрессировки позволяет существенно повысить качество изготавливаемой ленты, применяемой в автомобилестроении, расширить сортамент выпускаемой конкурентоспособной высокорентабельной металлопродукции.
Список литературы
1. Голубчик Э.М., Медведева Е.М., Телегин В.Е. Исследование технологии производства стальной горячекатаной ленты с расширенным комплексом потребительских свойств // Труды XIX Междунар. науч.-практ. конф. «Металлургия: технологии, инновации, качество». Ч. 2. Новокузнецк: СибГИУ, 2015. С. 155-159.
2. Голубчик Э.М., Медведева Е.М., Телегин В.Е., Васильев И.С. // XVII International scientific conference "New technologies and achievements in metallurgy, material engineering and production engineering". Monograph № 56. Poland, Czestochowa, 2016. P. 260-266.
3. Голубчик Э.М., Медведева Е.М., Телегин В.Е., Васильев И.С. Разработка технологии изготовления горячекатаной ленты с повышенными потребительскими свойствами // Материалы XII всеросс. научн.-практ. конф. «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство». Том 1. Старый Оскол. 2015. С. 208-212.
4. Голубчик Э.М., Медведева Е.М. Исследование возможностей формирования механических свойств в горячекатаной травленой ленте // Материалы V Междунар. науч.-техн.
конф. молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие технологии в современной науке и технике». Томск, 5-7 декабря, 2016. С.138-139.
5. Голубчик Э.М., Медведева Е.М., Телегин В.Е. Разработка новой технологии производства травленой дрессированной ленты // Новые решения в области упрочняющих технологий: взгляд молодых специалистов: сборник научных статей: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. (22-23 декабря 2016 года) / редкол.: Романенко Д.Н. (отв. ред.); Юго-Зап. гос. ун-т. В 2-х томах, Том 1. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2016. С. 254-258.
