CC BY
51
УДК 621.771
ВОЗМОЖНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЙ ЖЕСТИ С ПОВЫШЕННЫМИ ПЛАСТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
Файзулина Р.В., Молева О.Н., Виноградов В.П.
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет
им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия
ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина", г. Москва, Россия
Поставка жести по ТС 14-101-696-2008 регламентирует такие характеристики как: механические свойства, твердость (НЯЗОТа), глубина лунки по Эриксену. В табл. 1 приведены требуемые значения характеристик.
Таблица 1
Технические требования к жести по ТС 14-101-696-2008
Толщина жести, мм Твердость жести (HR30Ta) Глубина лунки по Эриксену, мм Предел текучести, о j, Н/мм2 Временное сопротивление разрыву, ов, Н/мм
0,18-0,19 54±3 6,5 180-300 280 - 400
0,20-0,21 6,7
0,22 7,0
Из анализа механических свойств жести колпакового отжига по ТС 14-101-696-2008 выявлено некоторое ухудшение пластичности металла по совокупности таких характеристик, как твердость и глубина сферической лунки по Эриксену (54,2 и 7,45 соответственно). Обе характеристики определяются микроструктурой металла: твердость - это характеристика размера зерна феррита, глубина сферической лунки по Эриксену - количественная характеристика совокупности размеров всех рекристаллизованных зерен. При производстве жести повышенной пластичности предусмотрен отжиг в колпаковой печи с выдержкой при температуре рекристаллизации 550 °С - 8 часов, с выдержкой при температуре 630 °С - 6 часов, с выдержкой при температуре 610 °С - 8 часов [1, 2, 3]. Сложность колпакового отжига в ЛПЦ-3 в том, что в трехстопных печах отсутствует контроль режимов нагрева садки, так как из трех стоп только одна является термопарной (температура контролируется на одном рулоне). Рулоны, отожженные в одной садке, могут отличаться по механическим свойствам из-за различных условий прогрева металла по стопам и горизонтали [4]. С целью улучшения потребительских свойств черной жести, производимой в соответствии требованиям ТС 14-101696-2008, и определения возможности сокращения времени выдержки, отожгли несколько опытных партий по различным режимам: с выдержкой при температуре рекристаллизации от 5 до 8 часов, с выдержкой при температуре 630 °С от 5 до 8 часов, с выдержкой при температуре 610 °С от 5 до 8 часов. Химический состав стали и сортамент жести соответствовали нормативной документации. Общее время нагрева определяли как суммарное время нагрева до температуры заданий, время выдержки при температуре заданий и время нахождения садок под потушенным колпаком. Последующую дрессировку жести производили согласно действующей технологии. В табл. 2 представлены результаты механических испытаний, твердости, глубины сферической лунки по Эриксену, микроструктуры черной жести после дрессировки (усредненные по вариантам опытных партий).
Таблица 2
Результаты механических испытаний черной дрессированной жести
(опытные партии)
№ варианта Предел текучести, от, Н/мм2 Временное сопротивление разрыву, GB , Н/мм2 Относительное удлинение, 54, % Твердость, HR30Ta Глубина сферической лунки, ГЕ, мм Микроструктура
Балл цементи-
ТС 303,8 385,3 16,7 57 7,0 та: 06-16 Балл зерна: 7-9(10)
Балл цементи-
1 278,8 335,2 27,9 53,6 7,0 та: 06-16 Балл зерна: 7-8
Балл цементи-
2 276,1 337,8 19,4 53,7 7,1 та: Об Балл зерна: 7-9
Балл цементи-
3 258,3 319,0 26,9 54,3 7,0 та: 16 Балл зерна: 7-8
Балл цементи-
4 258,5 346,0 30,1 53,0 7,4 та: Об Балл зерна: 7-8
На рис. 1 приведена микроструктура жести размерами 0,18x834 мм, отожженная по режиму трехступенчатого отжига с сокращением времени выдержки на 3 часа.
Рис. 1. Микроструктура жести, отожженная по режиму трехступенчатого отжига, х500 (массовая доля углерода в стали 0,3 %)
Из результатов испытаний опытных партий следует:
- при сокращении времени выдержки при температуре рекристаллизации и на последующих ступенях при температурах 630 и 610 °С на всех вариантах опытных отжигов жести в колпаковых печах получили значения механических свойств, твердости и глубины сферической лунки, соответствующие техническим требованиям ТС 14-101-696-2008;
- микроструктура жести, отожженной по опытным режимам, отличается меньшей раз-нобальностью и более мелким цементитом.
Следующие серии опытов производили с жестью текущего сортамента. В серии опытных отжигов опробовали повышение температуры до 650 °С и сокращение времени выдержки на всех ступенях нагрева до 4-5 часов. В табл. 3 сведены усредненные по партиям и толщинам результаты механических испытаний, глубины сферической лунки, твердости черной жести после дрессировки.
Таблица 3
Результаты механических испытаний черной дрессированной жести текущего сортамента
№ варианта Толщина, мм Предел текучести, о j, Н/мм2 Временное сопротивление разрыву, GB , Н/мм2 Относительное удлинение, 54,% Глубина сферической лунки, Ш, мм Твердость, HR30Ta
5 0,18 281 358 25,7 7,3 53
6 0,20 290,3 344,3 27,6 7,3 53,3
7 0,22 291,0 344,6 28,9 7,4 54,2
8 0,22 272 322 25,7 7,5 54
9 0,22 280,3 320,8 24,7 7,3 52,8
10 0,36 269,3 328,3 25,0 7,2 55,8
Для определения равномерности свойств по длине и ширине полосы выбрали подкат одной вакуумированной плавки, симметрично распущенный в агрегате продольного роспуска. Жесть отжигали по схемам: № 8 - 550 - 630 - 610 °С и № 9 - 550 - 650 - 630°С. Испытания механических свойств, твердости и глубины лунки производили, отбирая пробы с каждой полосы (левая и правая по роспуску) и с передних и задних концов. По совокупности величин твердости и пластичности обе партии имеют примерно одинаковые свойства, но режим нагрева металла до температуры 650 °С позволил сократить время выдержки на 4 часа (табл. 4).
Таблица 4
Распределение механических свойств, твердости, глубины сферической лунки
по длине и ширине полосы
Место отбора пробы Предел текучести, о j, Н/мм2 Временное сопротивление разрыву, ов, Н/мм2 Относительное удлинение 54,% Твердость, HR30Ta Глубина лунки по Эриксену, IE, мм
левая полоса передний конец полосы 243 318 34,8 52 7,8 7,6 7,4
правая полоса 245 319 30,9 54 7,7 7,6 7,5
левая полоса задний конец полосы 265 306 31,5 53 7,6 7,5 7,4
правая полоса 258 304 28,9 54 7,3 7,2 7,5
левая полоса передний конец полосы 247 310 31,0 54 7,0 7,3 7,2
правая полоса 255 320 30,9 55 7Д 7,2 7,3
левая полоса задний конец полосы 267 315 20,8 54 7,0 7,4 7,3
правая полоса 263 330 20,1 55 7,2 7Д 7,4
На рис. 2 (а, б) микроструктура жести, отожженная с использованием трехступенчатого отжига (630 и 650 °С).
а) б)
Рис. 2. Микроструктура жести, отожженная по режиму трехступенчатого отжига:
а) - 630°С и б) - 650°С, х500
Таким образом, для получения жести, удовлетворяющей требованиям ТС 14-101-6962008, целесообразно применять трехступенчатый сокращенный режим нагрева в колпаковых печах, который можно рекомендовать для жести всего сортамента.
Список литературы
1. Производство особо тонких номеров жести однократной прокатки в условиях ОАО «ММК» / Р.В. Файзулина, О Н. Молева, Ю.А. Мельников, А.Ф. Вакильев // Обработка сплошных и слоистых материалов. 2011. Вып.37. С. 125-130.
2. Качество жести для цельнотянутых двухэлементных банок / Р.В. Файзулина, О.Н. Молева, М.А. Никифоров // Качество в обработке материалов. 2014. №1. С.48-51.
3. К вопросу о дефектах поверхности жести / Р.В. Файзулина, О.Н. Молева, Ю.А. Каш-никова, Е.В. Радюкевич // Обработка сплошных и слоистых материалов. 2013. № 1 (39). С. 102-105.
4. Антонов С П., Бояршинов М.И., Куприн М.И. и др. Холодная прокатка жести. М.: Металлургия. 1965. 266 с.
УДК 621.778
АНАЛИЗ СПОСОБОВ НЕПРЕРЫВНОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПРОВОЛОКИ*
Харитонов В.А., Усанов М.Ю.
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия
Проволока и изделия из проволоки применяются практически во всех отраслях промышленности, строительстве и т.д. В объемах производства метизных предприятий она занимает основную долю и по разным источникам достигает 80%. Причем, в основном объеме проволока производится из углеродистых марок сталей.
Работа подготовлена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках выполнения государственного задания Магнитогорскому государственному техническому университету им. Г.И. Носова №11.1525.2014К от 18.07.2014 г.
