CC BY
5
металлургия
КГАМР 53.31.23
https://doi.org/10.48081/IFYA1993
М. А. Джаксымбетова1, А. Т. Канаев2, К. Ж. Киргизбаева3,
Д. г. Каршалова4
1,3,4Л. Н. Гумилева атындаFы Еуразия улттык университет^
Казахстан Республикасы, Нур-Султан к.
2С. Сейфуллин атындаFы Казак агротехникалык университетi,
Казахстан Республикасы, Нур-Султан к.
СОРТТЫ ПРОКАТ 9НД1РЮ1 ТЕХНОЛОГИЯСЫН ТАЛДАУ
Бул мацалада сортты прокатты вндiру технологиясына талдау жасалды, ыстъщтай илектелген жэне термоеттзшген болаттардыц (35ГС, Ст5сп жэне Ст5пс) химиялыц цурамы мен механикалыц цасиеттерi кврсетiлдi.
Сортты прокаттыц ел экономикасыныц барлыц салаларында суранысца ие болуыт ескере отырып, оны вндiру кезшде кепiлдендiрiлген сапа мен оныц керсеттштерШц тутынушылар цоятын талаптарга сэйкестшн сацтау цажет. Нарыцтыц экономика жагдайында вттзу нарыцтарын жаулап алу жэне устап цалу жэне тутынушылардыц талаптарын цанагаттандыру туралы мэселе туытдайды [1].
Прокат етмдершщ ец танымал турлерте мыналар жатады: арматура, сым, шецбер, шаршы, жолац. Сортты прокаттыц тагайындалуы жэне олардыц эр турШц цолданылу саласы неден жасалатыны сипатталды.
Деформациялыц-термиялыц берiктендiрудiц перспективалыц багыттары ашылды. Турацты темен квмiртектi болаттардыц бержтж механикалыц цасиеттерi ыстыцтай илектелген кyйдегi легiрленген болаттардыц бержтж сипаттамасынан жогары екендш атап етiлдi. Осылайша, Ст5 темен кемiртектi болаттан жасалган сортты прокатты термиялыц ныгайту ыстыцтай илектелген куйде 35ГС темен цоспаланган болат маркаларыныц механикалыц сипаттамаларыныц децгешне сэйкес келетт прокатты алуга мумкшдж беред1
Термиялыц берiктендiру нэтижестде болаттыц бержтшн арттыру металды унемдеуге экелт согады.
Кiлттi сездер: сортты прокат, ыстыцтай илемделген куй, термоеттзшген куй, механикалыц цасиеттерi, темен цоспаланган болат, кемiртектi болат.
Шркпе
Сортты прокат eндiрiс пен курылыстыц кец саласында сураныска ие материал болып табылады. Прокат эр тYрлi конфигурациялы, кима пiшiндi жэне арналFан металл буйымдардан турады. Эндiрiс материалы ретшде легирленген жэне кeмiртектi болаттардыц эртYрлi сорттары колданылады. Сортты металл прокаты металлургиялык зауыттардыц арнайы eндiрiстiк жабдыктарында дайындамаларды ыстык деформациялау аркылы жасалады. Сондай-ак прокат тYрлi тYстi металдардан кую eндiрiсi тэсiлiмен де eндiрiлуi мYмкiн.
Материалдар мен эдiстер
Металл прокаты экономиканыц барлык салаларында, меншжтщ кез келген нысанындаFы кэсiпорындарда жэне YЙ шаруашылыктарында колданылады. Ол арнайы илемдеу орындарында, ыстык илемдеу эдiсiмен шыFарылады. Прокаттау кезiнде дайындамаларды кысканнан кейiн бетiнiц сапасы тeмен дэл мeлшердегi eнiмдер алынады.
Прокат буйымдарыныц неFYрлым сураныска ие тYрлерiне арматура, сым, шецбер, шаршы, жолак жатады (1-кесте):
Кесте 1 - Прокат буйымдарыныц тYрлерi
шаршы fr
жолак
Арматура. Бул ыстык илектеу эдiсiмен eндiрiлген металл шыбык жэне оны эртYрлi каттылыктаFы тот баспайтын немесе кeмiртектi болаттан жасауFа болады. Арматура тегiс жэне арнайы ойыктары бар болып бeлiнедi. Тегiс материал тYрi кeбiнесе торлар, коршаулар, платформалар сиякты металл конструкцияларын жасау Yшiн колданылады, оларды эртYрлi жYЙелер мен курылымдардын тiрек элемент ретiнде колдануFа болады.
Бекiткiштерi бар арматура эртYрлi максаттаFы Fимараттар мен курылыстарды салу кезiнде бетон iргетастарды, кабырFаларды, едендер мен тeбелердi ны^айту Yшiн колданылады. Сортты прокатта адгезияны арттыру Yшiн кажет арнайы ойыктар бар - цемент ерiтiндiлерi жэне бетонмен жаксы жабысу Yшiн кажет. Арматураны пайдаланбай бiрде-бiр Fимараттыц курылысы аякталмайды. Арматура бетонныц динамикалык жэне статикалык жYктемелерге тeзiмдiлiгiн едэуiр арттырады, жарыктар мен жарыктардыц пайда болуынан корFайды, бетон курылымыныц кызмет ету мерзiмiн узартады.
Сонымен катар, арматура темiрбетон буйымдарын eндiруде арматуралык элемент ретшде колданылады. Мундай eнiмдерге темiрбетон плиталары, блоктар, сакиналар, жиектер жэне баска да техникалык кажеттi элементтер юредь
Арматура эр тYрлi диаметрi кимасынан туруы мYмкiн, буйымныц зауыттан шыккан узындыFы 11,75 м. жэне ынуайлы болу Yшiн тасымалдау бойынша кажеттi eлшемдердi кесу коймада жYргiзiледi.
Сым. Адам кызметiнiн эртYрлi баFыттарында сураныска ие. Металл сым тYрiндегi сортты прокат болаттан жасалFан дайындамаларды ыстык тарту жэне илектеу аркылы алынады. Материал iргетастар мен бетон конструкцияларынын арматуралык бeлiмдерiн камтамасыз ету Yшiн кенiнен колданылады, жабдык eнiмдерiн eндiруге жумсалады, эр тYрлi каптамаларFа байланыстырушы материал ретiнде колданылады, одан автомобиль шиналарына арналFан сым жасалады.
Сортты прокаттын бул тYрi коспалаетан немесе мырышталFан болаттан, сондай-ак тYстi металдар мен корытпалардан жасалуы мYмкiн. Сым киманын эр тYрлi тYрiне жэне диаметрiне ие болуы мYмкiн, каттылык дэрежесiнде эр тYрлi
жэне KopFaHbrn мырыштаетан жабыета ие болуы mymkîh. Созба сым мен сым буйымдарын жеткiзу арнайы бухталарда жYргiзiледi.
Шецбер жэне шаршы. Шаршы жэне шецбер тYрiндегi болат сортты проакт ыстьщ деформациялау жолымен eндiрiлген eнiм болып табылады. Шаршы мен шецбер эртYрлi диаметрлi жэне келденец кимада болады жэне негiзiнен машина жасау, станок жасау, мунай химиясы жэне енеркэсштж eндiрiстiц баска салаларында колданылады. Прокаттыц осы тYрiнен механикалык жYЙелер, арнайы жабдыктар мен кондырFылар Yшiн эртYрлi бeлiктер шыFарылады. Эцдеу мамандандырылFан жабдыкта - токарлык жэне фрезерлiк станоктар мен KондырFыларда жYзеге асырылады. Шаршы мен шецбер кез-келген механикалык eндiрiсте сураныска ие материал болып табылады.
Жолак. Ол коршаулар, рельстер, торлар сиякты эртYрлi металл конструкцияларды eндiру Yшiн колданылады. Одан штамптау эдiсiмен эр тYрлi бeлшектердi жасауFа болады. Жолак калынды^ы мен енiнiц эртYрлi параметрлерiне ие болуы мYмкiн жэне ыстык жэне суык прокат эдiсiмен шыFарылады. Болат жолак кeптеген курылыс жэне eндiрiс объектiлерi Yшiн таптырмайтын материал болып табылады.
Нэтижелер жене тал^ылау
Металл прокатыныц eнiмi сату нары^ында пайда болмас бурын, ол eнiмдi жылытуды, экспозицияны жэне салкындатуды камтитын узак технологиялык процестен eтедi. Дэл осындай процесс металды термиялык eцдеу деп аталады.
Термиялык eцдеудiц болатка эсер етудiц екi нускасы болуы мYмкiн, бiрiншiсi - физикалык, механикалык жэне жылу металдарыныц касиеттерш калыптастыру, ал екiншiсi - аралык нуска-материалды кысыммен, жiппен жэне т.б. eцдеу кезiнде касиеттердi косымша жаксарту.
Термиялык eцдеудiц негiзгi факторлары - уакыт пен температура, белгiлi бiр температура децгейiнiц эсер ету узакты^ын реттей отырып, стандарттарFа сэйкес болаттыц кез-келген тYрiнiц касиеттерiн eзгертедi. Материалдыц кыздыру жылдамдыFы мен салкындату жылдамды^ы да мацызды.
Термиялык eцдеу операцияларыныц кeп бeлiгi корытпаларда курылымдык eзгерiстер болатын сыни температурада жYзеге асырылады. ^птеген тYрлендiрулер оныц толык аякталуы Yшiн белгiлi бiр уакытты кажет етедi.
Термиялык eцдеу бiрнеше кезецнен турады:
- кYЙдiру;
- калыпка келтiру;
- сeндiру;
- ецбек.
Бiрiктiрiлген деформация-термиялык ныFайту идеясы eзiнiц перспективалык баFыттарына ие. Термоeткiзiлген прокаттыц микрокурылымы мен касиеттерiн зерттей отырып, кейбiр жаFдайларда eздiгiнен босатыла отырып, токтатылFан катайту режимдерiнде катаю кезшде карапайым тeмен кeмiртектi болаттардыц бержтж механикалык касиеттерi ыстыктай илектелген ^йдеп легирленген болаттардыц берiктiк сипаттамасынан жоFары екендiгi байкалды. Сонымен,
Ст5 тeмен кeмiртектi болаттан жасаетан сурыпты прокатты термиялык ныFайту ыстыктай илектелген ^йде 35ГС тeмен коспаланFан болат маркаларынын механикалык сипаттамаларынын денгейiне сэйкес келетш прокатты алуFа мYмкiндiк бередi.
Ыстыктай илектелген тeмен легiрленген болат маркаларын берiктендiрiлген тeмен кeмiртектi болаттармен, ал болаттын кымбат легiрленген маркаларын берiктендiрiлген тeмен легiрленген болат маркаларымен ауыстырудын эдiснамалык негiздерi ретiнде арматуралык профильдердщ кернеулi кYЙiн жэне пайдалану жаFдайларын талдаумен бiрге тен берiктiк принцит кабылданды. Тeмен легiрленген 35ГС болаттан жасалFан арматуралык профильдердi деформациялык eндеудiн температуралык-уакыттык параметрлерiн зерттеу оларды термиялык ны^айту аркылы карапайым тeмен кeмiртектi Ст5 болаттарымен ауыстыру мYмкiндiгiн ^рсет.
35ГС маркалы болаттын жэне Ст5сп жэне Ст5пс маркаларынын химиялык курамын салыстыру 35ГС тeмен косындыланFан болатта кeмiртеriнщ курамы жакын болFан кезде Ст5сп жэне Ст5пс болаттарына караFанда марганецтiн курамы 0,25-0,35 %-Fа, ал кремнийдщ курамы 0,50-0,65 % - Fа жоFары екенiн кeрсетедi (2-кесте). Марганец пен кремний курамынын мундай улFаюы 400-600 °С аралыFында салкындатылFан аустениттiн турактылыFынын жоFарылауына жэне нэтижесшде перлит компонентiнiн Yлесiнiн улFаюына жэне ондаFы легирленген элементтердiн (марганец, кремний) еруше байланысты ферриттiн катаюына экеледь Бул осы болаттын берiктiк касиеттершщ орташа 100 МПа жоFарылауына, онын иiлгiштiгi мен дэнекерлеу кабiлетiнiн аздап тeмендеуiне экеледi.
Технологиялык илемдеу аFынында аралас деформациялык-жылулык eндеу технологиясы бойынша Ст5пс жэне Ст5сп маркалы кeмiртектi болат шындалFан. К^урылымдык берiктiкке зерттеулер химиялык курамы мен механикалык касиеп^ 2 жэне 3 кестелерде келиршген болаттар бойынша жYргiзiлдi.
Кесте 2 - 35ГС, Ст5сп жэне Ст5пс зерттелген болат маркаларынын химиялык курамы
Болат маркасы КYЙi С Mn Si Cr S Р
35ГС Ыстыктай илемделген 0,31 1,12 0,86 0,19 0,034 0,023
Ст5сп Термоeткiзiлген 0,34 0,70 0,21 - 0,023 0,012
Ст5пс Термоеттзшген 0,35 0,77 0,12 - 0,036 0,014
Кесте 3 - зерттелген ыстыктай илектелген жэне термоетюзшген болаттардыц механикалык касиеттерi
Болат маркасы ов, МПа от, МПа 85, %
35ГС Ыстыктай илемделген 685 446 23,80
Ст5сп Термоетюзшген 765 610 24,0
Ст5пс Термоетюзшген 724 545 21,2
Алыетан эксперименттiк деректер темен температуралар жаFдайында жумыс iстейтiн темiр-бетон конструкцияларын дайындау Yшiн ыстыктай илектелген кYЙдегi 35 ГС болаттыц орнына термоеткiзiлген ^йдеп болаттарды колдану олардыц сенiмдiлiгiн арттыратынын керсетедi.
Корытынды
Зерттелген сипаттамалары бойынша Ст5сп жэне Ст5пс маркалы термиялык шыцдалFан карапайым кемiртектi болат 35ГС темен легирленген ыстыктай илектелген болаттыц уксас сипаттамаларынан кем тYспейдi, кейбiр жаFдайларда олардан асып тYседi. Болат ендiрiсiнде феррокорытпалар мен легирлеушi элементтердi тутынудыц стандартты нормаларына сэйкес темен легирленген болаттыц орнына арматура ендiрiсiнде Ст5сп жэне Ст5пс темен кемiртектi болаттарын 35ГС колдану болаттаFы феррокорытпалардыц шыFынын азайтады, бул косымша экономикалык тиiмдiлiктi камтамасыз етедi.
ПАЙДАЛАНFАН ДЕРЕКТЕР Т1З1М1
1 Муканов, Д. Инновационное развитие металлургического комплекса Республики Казахстан [Текст] // Промышленность Казахстана. 2008. - № 1. -С. 28-29.
2 Новицкий, Н. И., Олексюк, В. Н., Кривенков, А. В., Пуровская, Е. Э. Управление качеством продукции : учебное пособие [Текст]. - М. : ООО «Новое знание», 2002. - 367 с.
3 Бастрыкин, Д. В., Евсейчев, А. И., Нижегородов, Е. В., Румянцев,
Е. К. и др. Управление качеством на промышленном предприятии : монография [Текст]. - М. : «Изд-во Машиностроение-1», 2006. - 204 с.
4 Дурнев, В. Д., Сапунов, С. В. Управление качеством изделий методом термической обработки : учебное пособие [Текст] - СПб. : СПбГИЭУ, 2001. - 63 с.
5 Канаев, А. Т. Повышение качества сортового проката совмещенной деформационно-термической обработкой : учебник [Текст]. - Павлодар : Изд-во «Арман-ТВ», 2009. - 180 с.
6 Джаксымбетова, М. А. Методы контроля и повышения качества металлопродукции [Текст] // Актуальные проблемы транспорта и энергетики: пути их инновационного решения : VII Международная научно-практическая конференция. Часть 1. 2019. - 293-299 с.
7 ГОСТ 34028-2016 Прокат арматурный для железобетонных конструкций [Текст]. - М. : Стандартинформ, 2016. - 46 с.
8 Юрьев, А. Б. Упрочнение строительной арматуры и прокатных валков: учебник [Текст]. - Новосибирск : Наука, 2006. - 227 с.
9 Узлов, И. Г., Сидоренко, О. Г., Федорова, И. П., Сухой, А. П., Шеремет, В. А., Кекух, В. А., Лясов, В. Г., Мамаев, А. В. Эффективность применения многосекционных установок термического упрочнения арматурного проката [Текст] // Металлургия и горнорудная промышленность. - 2011. - № 1.
- с. 57-59.
10 Узлов, И. Г., Раздобреев, В. Г., Федорова, И. П., Куцыгин, М. Д., Сокуренко, А. В., Шеремет, В. А., Кекух, А. В., Белый, Н. П., Мамаев, А. В. Особенности формирования структуры и свойств сортового проката из малоуглеродистых и низколегированных сталей при низкотемпературных деформационно-термических обработках [Текст] // Металлургия и горнорудная промышленность. - 2004. - № 3. - с. 65-68.
11 Шеремет, В. А., Кекух, А. В., Раздобреев, В. Г., Куваев, В. Н., Иванов, Д. А. Влияние режимов термомеханической обработки на структуру, механические и служебные свойства термоупрочненной арматуры класса А 1000 [Текст] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2010. - № 11. - с. 40-51.
REFERENCES
1 Mukanov, D. Innovatsionnoe razvitie metallurgicheskogo kompleksa Respubliki Kazakhstan [Innovative development of the metallurgical complex of the Republic of Kazakhstan] [Тех^ // Industry of Kazakhstan. - 2008. - № 1. - P. 28-29.
2 Novitskiy, N. I., Oleksuk, V. N., Krivenkov, А.У., Purovskaya, Е. E. Upravlenie kachestvom produktsii [Product quality management] [Тех^. - Moscow : ООО «New knowledge», 2002. - 367 p.
3 Bastrykin, D. V., Yevseichev, A. I., Nizhegorodov, Ye.V., Rumyantsev, Ye. К. i dr. Upravlenie kachestvom na promyshlennom predpriyatii [Quality management in an industrial enterprise] [Тех^. - Moscow : «Publishing house Ingineering-1», 2006.
- 204 p.
4 Durnev, V. D., Sapunov, S. V. Upravlenie kachestvom izdelii metodom termicheskoy obrabotki [Product quality management by heat treatment] [Тех^. - SPb. : SPbGIEU, 2001. - 63 p.
5 Kanayev, А. Т. Povushenie kachestva sortovogo prokata sovmeshennoy deformatsionno-termicheskoy obrabotkoy. [Improving the quality of long products by combined deformation and heat treatment] [Тех^. - Pavlodar : Publishing house «Arman-TB», 2009. - 180 p.
6 Dzhakymbetova, М. А. Metody kontrolya I povusheniya kachestva metalloproduktsii [Тех^ // Actual problems of transport and energy : ways of their innovative solution : VII International Scientific and Practical Conference. - Part 1. -2019. - P. 293-299.
7 GOST 34028-2016 Prokat armaturnyi dlya zhelezobetonnykh konstruktsii. [Reinforcing bars for reinforced concrete structures]. - Moscow : Standartinform, 2016. - 46 p.
8 Yuriev, А. B. Uprochnenie stroitelnoi armatury I prokatnyx valkov [Hardening of building reinforcement and rolls] [Text]. - Novosibirsk : The science, 2006. - 227 p.
9 Uzlov, I. G., Sidorenko, О. G., Fedorova, I. P., Sukhoi, А. P., Sheremet, V. А., Кек-ukh, V. А., Lyasov, V. G., MaMayev, А. V. Effektivnost primeneniya mnogosektsionnykh ustanovok termichekogo uprochneniya armaturnogo prokata [Efficiency of using multi-section plants for thermal hardening of reinforcing bars] [Text] // Metallurgy and mining. - 2011. - № 1. - P. 57-59.
10 Uzlov, I. G., Razdobreyev, V. G., Fedorova, I. P., Kutsygin, M. D., Sokurenko, А. V., Sheremet, V. А., Кек-ukh, A.V., Belyi, N. P., MaMayev, А. V. Osobennosti formirovaniya struktury I svoistv sortovogo prokata iz malouglerodistykh I nizkolegirovannykh staley pri nizkotemperaturnykh deformatsionno-termicheskikh obrabotkah [Features of the formation of the structure and properties of long products from low-carbon and low-alloy steels during low-temperature deformation-heat treatments] [Text] // Metallurgy and mining. - 2004. - № 3. - P. 65-68.
11 Sheremet, V. А., Кек-ukh, A.V., Razdobreyev, V. G., Kuvayev, V. N., Ivanov, D. А. Vliyanie rezhimov termomekhanicheskoy obrabotki na strukturu, mekhanicheskie I sluzhebnye svoistva termouprochnennoy armatury klassa A 1000 [Influence of thermomechanical processing modes on the structure, mechanical and service properties of heat-strengthened reinforcement class A 1000] [Text] // News of HEI. Ferrous metallurgy. 2010. - № 11. - P. 40-51.
Материал 16.09.22. 6acnaFa TYCTi
M. А. Джаксымбетова1, А. Т. Канаев2, К. Ж. Киргизбаева3, Д. Г. Каршалова4
1,3,4Евразийский национальный университет имени Л. Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Нур-Султан
2Казахский агротехнический университет имени С. Сейфуллина, Республика Казахстан, г. Нур-Султан Материал поступил в редакцию 16.09.22.
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СОРТОВОГО ПРОКАТА
В данной статье анализируется технология производства сортового проката, показан химический состав и механические свойства исследованных горячекатаных и термоупрочненных сталей (35GS, St5sp и St5ps). Учитывая спрос на сортовой прокат практически во всех отраслях экономики страны, при его производстве необходимо соблюдать гарантированное качество и соответствие его показателей требованиям потребителей. В рыночной экономике встает вопрос завоевания и удержания рынков сбыта и удовлетворения требований потребителей [1]. Показано, что к наиболее популярным видам проката относятся:
арматура, проволока, круг, квадрат, полоса. Описано назначение, из чего он изготовлен и область применения каждого вида сортового проката. Выявлены перспективные направления деформационно-термического упрочнения. Отмечено, что при .закалке по режимам прерывистой закалки с последующим самозакалыванием прочностные механические свойства обычных низкоуглеродистых сталей оказываются выше прочностных характеристик легированных сталей в горячекатаном состоянии. Таким образом, термическое упрочнение сортового проката из низкоуглеродистых сталей Ст5 позволяет получать прокат, соответствующий уровню механических характеристик низколегированной стали марок 35ГС в горячекатаном состоянии. Повышение прочности стали в результате
термического упрочнения приводит к экономии металла. Ключевые слова: сортовой прокат, горячекатаный прокат, термоупрочненный прокат, механические свойства, низколегированная сталь, углеродистая сталь
M. A. Dzaksymbetova1, A. T., Kanaev2, K. Zh. Kirgizbaeva3
1,3,4L. N. Gumilyov Eurasian National University, Republic of Kazakhstan, Nur-sultan 2S. Seifullin Kazakh AgroTechnical University, Republic of Kazakhstan, Nur-sultan
ANALYSIS OF PRODUCTION TECHNOLOGY LONG PRODUCTS
This article analyzes the technology for the production of long products, shows the chemical composition and mechanical properties of the investigated hot-rolled and heat-strengthened steels (35GS, St5sp and St5ps).
Taking into account the demand for long products in almost all sectors of the country's economy, it is necessary to observe guaranteed quality and compliance of its indicators with the requirements of consumers in its production. In a market economy, there is a question of conquering and retaining sales markets and meeting consumer requirements [1].
It is shown that the most popular types of rolled products include: reinforcement, wire, circle, square, strip. The purpose is described, from which it is made and the scope of each type of long products.
Promising directions of deformation-thermal hardening are revealed. It is noted that during hardening according to the modes of interrupted hardening with subsequent self-tempering, the strength mechanical properties of ordinary low-carbon steels turn out to be higher than the strength characteristics of alloyed steels in the hot-rolled state. Thus, thermal hardening of long products from low-carbon steels St5 makes it possible to obtain rolled products corresponding to the level of mechanical characteristics of low-alloy steel grades 35GS in the hot-rolled state.
Increasing the strength of steel as a result of thermal hardening leads to metal savings.
Keywords: long products, hot-rolled condition, heat-strengthened condition, mechanical properties, low-alloy steel, carbon steel.
