Исследование изменения свойств стали марки 30г1р при редуцировании после предварительной осадки Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Библиографический список

1. Биллигман И. Высадка и другие методы объемной штамповки. М: Машгиз, 1960. 457 с.

2. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия, 1972. 408 с.

3. Паршин В.Г., Картак Б.Р. К расчету устойчивости цилиндрических заготовок при холодной высадке // Кузнечно-

штамповочное производство. 1968. № 7. С. 6-8.

4. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. П.: Машиностроение, 1968. 266 с.

5. Аркулис Г.Э., Паршин В.Г., Герасимов В.Я. Устойчивость цилиндрических заготовок при холодной высадке // Черная металлургия // Бюл. ин-та «Черметинформация». 1972. № 17. С. 45-47.

6. Паршин В.Г., Железков О.С., Савинкина О.В. Прогнозирование прочности холодновысаженных стержневых изделий из

низкоуглеродистой стали // Изв. АН СССР. Металлы. 1990. № 4. С. 158-161.

УДК 621.771

А.В. Сабадаш, Д.М. Закиров, С.С. Скворцова, С.П. Васильев, Д.А. Шушарин

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ СТАЛИ МАРКИ 30Г1Р ПРИ РЕДУЦИРОВАНИИ ПОСЛЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОСАДКИ

Эксперименты по исследованию изменения свойств стали планировались таким образом, чтобы редуцирование с различными относитель -ными степенями деформации д проводилось после предварительной осадки на постоянную величину относительной степени деформации е. При этом принималось несколько различных значений относительной степени деформации е.

Для повышения чистоты эксперимента редуцирование осуществлялось на одной редуцирующей матрице с диаметром редуцирующего пояска 11,15 мм, длиной редуцирующего пояска 3,5 мм и с углом входного конуса матрицы 2а=26° Для осуществления обширной програм -мы испытаний из одной заготовки прутковой отожжённой стали диаметром 16 мм вытачивались образцы различной высоты и различного диаметра. Шероховатость поверхности по 8 клас-су Ла=0,63 мкм.

Первоначальная высота образцов - Н0=1^0. Диаметры образцов изменялись от 8,68 до 13,31 мм.

При осадке в случае образования бочки от -носительная степень деформации е определялась по формуле

Б 2 - 2

е = ■

где Б - максимальный диаметр осаженного образца.

Для определения твёрдости на предварительно осаженных образцах изготавливались образцы-дубликаты, которые разрезались по ме -ридиональному сечению.

После осадки все образцы фосфатировались.

Перед редуцированием диаметры образцов изменялись от 11,18 до 13,31 мм. Сквозное редуцирование проводили на специальной оснастке, установленной на испытательной машине, с применением смазки

После редуцирования образцы разрезались по мервдиональшму сечению. Результаты испытаний образцов из стали марки 30Г1Р приве-дены на рис. 1-2. На рис. 1 показано изменение твёрдости НУ 5/10 центрального слоя редуцированного образца. Твёрдость НУ 5/10 определялась как среднеарифметическое 6-ти замеров по оси образца.

Видно, что интенсивность упрочнения стали при редуцировании снижается (уменьшается угол наклона прямой) с увеличением предварительного упрочнения при осадке. При относительных степенях деформации е=7 и 10% осаженных образцов отмечается интервал в пределах до 7 и 9% соответственно относительной степени деформации д при редуцировании, когда упрочнения стали не происходит. В этом случае проявляется эффект Баушингера.

Особым проявлением эффекта Баушингера является неизменность прочности стали при ре-дуцировании, когда предварительно образцы осаживались с относ иге льными степенями деформации е, равными 20 и 30%. При степени деформации е=40% наблюдается до сих пор не отмеченное в литературе незначительше разупрочнение стали при редуцировании.

Отмечается, что при относительной степени деформации д=30% при редуцировании проч-ность стали при любых деформациях е (в преде-

Исследование изменения свойств стали марки 30Г1Р..

АВ.Сабадаш, Д.М.Закиров, С.С.Скворцова

лах до 40%) достигает одной и той же величины - НУ 5/10 =1900...2100 МПа.

Более яркое проявление эффекта Баушингера наблюдается на рис. 2, на котором изображены кривые изменения твёрдости НУ 5/10 в зависимости от относительной степени деформации е при предварительной осадке образцов.

Поведение стали идентично уже отмеченному в литературе как в отношении изменения твёрдо -сти, так и в отношении изменения временного со -противления разрыву и предела текучести.

НУ,

МПа

2000 1900 1800 1700 1600 1500

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 q, %

НУ,

МПа

2000 1900 1800 1700 1600 1500

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 q, %

НУ,

МПа 2100

2000

1900

1800

1700 1600 1500

2 3 6 9 12 15 18 21 24 27 q, %

Рис. 1. Изменениетвердости предварительно сжатых образцов из стали марки 30Г1Р в зависимости от относительной степени деформации при редуцировании (цифры у кривых - значения относительной степени деформации е, %, при сжатии)

Интенсивность упрочнения стали, подвергнутой редуцированию с небольшими относительны -ми степенями деформации д (д=1...5%), снижается в интервале относительной степени деформации е при предварительной осадке 0,1.6%.

В случае повышения относительных степеней деформации д при редуцировании (от 7 до 30%) происходит не упрочнение, а разупрочнение ме-талла. Чем больше была относительная степень деформации е при предварительной осадке, тем в большей мере происходит разупрочнение. Поэтому снижение прочности (НУ 5/10 ) более интенсивнее в случае повышенных относительных степеней деформации д при редуцировании (д=30% по сравнению с д=10%).

Однако разупрочнение наблюдается только до определённых (критических екр) относительных степеней деформации е при осадке. После превышения их происходит упрочнение металла. Величины критических относпгельных степеней де-формации екр увеличиваются с увеличением де-

НУ,

МПа

2100

2000

1900

1800

1700

1600

1500

НУ,

МПа

2100

2000

1900

1800

1700

1600 1500

Рис. 2. Изменениетвердости редуцированных образцов из стали марки 30Г1Р в зависимости от относительной степени деформации пр предварительном сжатии (цифры у кривых - значения относительной степени деформации д, %, при редуцировании)

формации при редуцировании.

При редуцировании с относительной степенью деформации д=7% критическая екр степень относительной деформации при осадке составляет 3%, д=10% - екр=6%, д=20% - е*р=12%, и при д=30% -е^=14%.

На приведенных рисунках отчётливо видно, что все кривые упрочнения после проявления эффекта Баушингера сливаются с кривой по-

вышения твёрдости НУ 5/10, полученной при осадке отожжённого металла (кривая 0). Все кривые выходят на уровень твёрдости НУ 5/10=2100 МПа.

Полученные зависимости позволяют исследовать напряжённое состояние центральных слоёв образцов, предварительно сжатых, а затем подвергнутых редуцированию.

УДК 621.771

А.Б. Сычков, М.А. Жигарев, А.В. Перчаткин

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ АРМАТУРНЫЙ ПРОКАТ ИЗ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

На СЗАО ММЗ производство высокопрочного арматурного проката из экономных низколегированных сталей методом термомеханического упрочнения освоено с 1986 года. Этот вид арма-турной продукции используется для производства предварительно напряженного бетона. В качестве напрягаемой арматуры используют материалы с пределом текучести от 800 до 2000 Н/мм2. Распространению применения предварительно напряженного бетона в строительстве способствуют тевденции современной абстрактной архитектуры. В настоящее время в большинстве конструкций увеличение использования предва-ригельно напряженного бетона дает новую степень свободы для любой концепции формы, которая прежде рассматривалась как неэкономичная или неосуществимая, или чрезмерно массивная, чтобы воспринимать нагрузки. Криволинейные фермы привели к совершенно новым понятиям в архитектуре. Использование предварительно напряженного железобетона может рассматриваться как способ создания водоотталкивающих плоских покрытий без применения обыкновенно -го водоотталкивающего битума, при том, что бе-тон в этом случае выдерживает продолжительное сжатие, сопротивляется образованию трещин, которые чаще всего и приводят к проникновению воды с течением длительного времени

Существуют две основные технологии пред -напряжения арматуры: «на упоры», когда усилие преднапряжения передается на затвердевший бетон за счет сцепления или дополнительных промежуточных анкеров, и «на бетон», когда натяжение арматуры в каналах или пазах изделий осуществляется непосредственно на бетон с постоянной анкеровкой ее по торцам изделий. В странах СНГ применяется, как правило, натя-

жение «на упоры», так как эта технология проще и дешевле.

Следует отметить, что за рубежом высокопрочная напрягаемая арматура, аналог арматуры классов прочности Ат800/Ат 1000 по ГОСТ 10884, производится преимущественно из высокоуглеродистых марок. При этом высокопрочная арматурная сталь диаметром 6-16 мм выпускается в основном в виде термически упрочненной прово-лочной арматуры в бунтах, основной же сорта -мент напрягаемой стержневой арматурной стали составляют прутки диаметром 20-40 мм. Основным ввдом напрягаемой стержневой арматуры в Западной Европе, США, Канаде, Бразилии яв-ляются стержни диаметром 26-40 мм класса прочности 835/1030 и 26-36 мм класса прочности 1080/1230 (DIN 4227, JIS J3109, EN 10138, CAN CSA 6279, ASTM A 422, BS 4486 и др.). Это объясняется тем, что в этих странах высокопрочная стержневая арматура используется при натяжении «на бетон» и главной задачей ее применения явля-ется возможность получения наибольшего агрегатного усилия преднапряжения при высокой сте -пени надежности и долговечности [1, 2]. При этом технология упрочнения арматуры различна: это и термомеханическое упрочнение в потоке; закалка с отпуском с отдельного нагрева; упрочнение механической вытяжкой с низкотемпературным отпуском горячекатаной арматуры.

Таким образом, освоение арматурного проката по требованиям EN 10138 - это выход на мировой рынок напрягаемой арматуры.

В Советском Союзе арматурный прокат вышеуказанных классов прочности производился методом как термомеханического упрочнения из среднеуглеродистых низколегированных марганец-, кремний- и борсодержащих сталей: 20ГС,