УДК 621.129.16

О. В. Коробка^а, М. М. Власенко^a, Ю. К. Слюсарев^b

^aДонецький національний технічний університет, ^bООО « Донпрібормаш»

 

Вивчення взаємозв'язку механічних властивостей і коерцитивної сили сталі 45 для масового неруйнівного контролю якості прокату

 

Обговорюється можливість застосування методу магнітної структуроскопіі для масового неруйнівного контролю якості прокату.

контроль, прокат, сталь, коерцитивна сила, твердість

             Проблема підвищення якості металопродукції і збільшення її експлуатаційних характеристик ставить дуже актуальною задачею пошук нових, досконаліших і надійних методів контролю її якості. Все більш широке поширення набувають магнітні методи контролю, що мають високу продуктивність і забезпечують необхідну точність вимірювань [1-6].  Крім того, дані методи дозволяють понизити витрати на виготовлення і випробування зразків, що особливо актуально для прокату великих перетинів у зв'язку з підвищеною трудомісткістю і тривалістю виготовлення зразків для механічних випробувань і досліджень металографії.

Дослідженню впливу термообробки на магнітні і механічні властивості сталей, з метою вивчення можливості контролю їх механічних властивостей по магнітним характеристикам, присвячено багато робіт. Особливо ретельно досліджений вплив температури гартування і відпустка. Проте дана термообробка застосовується переважно на машинобудівних підприємствах, а в процесі виробництва сталей для отримання необхідного комплексу механічних властивостей використовують або відпал, або нормалізацію [6-9]. Тому представляє практичний інтерес досліджувати вплив нормалізації на магнітні і механічні властивості сталей з метою визначення можливості неруйнівного контролю механічних властивостей у стані поставки.

В першій частині роботи проводилися дослідження по встановленню взаємозв'язку коерцитивної сили Н_С1 з межею текучості s_т і відносним подовженням d зразків, виготовлених з прокату діаметром 22 мм із сталі 45.

Механічні випробування проводилися на розривній машині EU-40 у відповідності з ГОСТ 1497-84 на 18 зразках в гарячекатаному стані і 18 зразках після нормалізації (температура нагріву – 860єС, витримка – 30 мін., охолоджування – на повітрі). На цих же зразках вимірювалася і коерцитивна сила за допомогою магнітного структуроскопу «СИЛА» методом точкового полюсу, єство якого полягає в намагнічені контрольованого виробу полюсом електромагніту і вимірюванні величини поля залишкової намагніченості отриманої «плями». Усереднені результати вимірювань приведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Усереднені результати вимірювань механічних властивостей і показників магнітного структуроскопу

З приведених даних видно, що після проведення нормалізації межа текучості зростає в порівнянні з гарячекатаним станом, коерцитивна сила і відносне подовження при цьому збільшується трохи, що не дає можливості по значенню досліджуваного параметра  визначити чи піддавалися зразки нормалізації чи ні.

Далі досліджували чутливість методу магнітної структуроскопії до структури і твердості зразків, вирізаних з прокату діаметром 22 мм із сталі 45.

Вимірювання твердості проводили методом Роквеллу по шкалі HRB у відповідності з ДСТУ 9013-59 на 18 зразках в гарячекатаному стані і 18 зразках після нормалізації (режим такий же, як і в першій частині роботи). Причому, твердість виміряли як в поперечному перетині зразків, так і на зачищеній на глибину до 3 мм  бічної поверхні. На цих же зразках, за допомогою магнітного структуроскопу «СИЛА», виміряли коерцитивну силу H_C1 і залишкову намагніченість після перемагнічування Н_С2. Усереднені результати вимірювань приведені в таблиці 2.

Таблиця 2

Усереднені результати вимірювань твердості і показників магнітного структуроскопу

             Крім того, були проведені дослідження металографії. На малюнку 1 приведені фрагменти мікроструктури гарячекатаної сталі 45 як в поперечному, так і в подовжньому перетинах. З приведених в таблиці 1 даних видно, що твердість гарячекатаних зразків в поперечному перетині (97,6 HRBср) дещо перевищує твердість цих же зразків в подовжньому перетині (94,4 HRBср). Цей факт знаходить пояснення в тому, що феріто-перлітна структура зразка в поперечному перетині має велику дисперсність (див. мал. 1).

                                а                                                                                                                б

 Рис.1. Мікроструктура гарячекатаного зразка, ×100:

а – поперечний перетин; б – подовжній перетин.

Твердість нормалізованої сталі як в подовжньому, так і в поперечному перетині має приблизно однакові значення (91,2 і 92,4 HRBср відповідно). Це зв'язано з тим, що структура після нормалізації більш однорідна по всьому перетину прокату.

Таким чином, виконані дослідження показують наявність певної залежності між механічними властивостями, магнітними характеристиками і структурою сталі 45 в гарячекатаному стані і після нормалізації. Ці закономірності, будучи систематизовані, узагальнені і доповнені, можуть лягти в основу розробки методики неруйнівного експрес-контролю якості прокату, що випускається, на металургійних заводах.

 

 

Повернутися до початкової сторінки

RUS I UKR I ENG