Изучение наследования структуры катанки, изготовленной по технологии прокатки со сдвигом, при последующем холодном волочении
Качество проволоки на метизных заводах оценивают как по показателям качества готовой продукции, так и по показателям затрат на ее переработку. Высокая обрывность проволоки служит основной причиной простоя оборудования при волочении. Одна из наиболее распространенных причины обрывности - низкая пластичность проволоки, что требует не только оптимизации технологии производства с целью повышения качества проволоки, но и проведение научно-исследовательских работ, связанных с поиском скрытых запасов пластичности металла. Определяющей в процессе волочения является величина максимальной деформации, до которой деформируется металл без термической обработки. Эта величина зависит от марки стали, способа подготовки материала к волочению, числа проходов и других факторов. Хорошо известно, что пластичность в основном зависит от характера дислокационной структуры: чем более равномерно распределены дислокации в структуре и чем меньше закреплены дислокаций, тем выше пластичность.
Ранее было показано, что применение специальных методов деформирования позволяет получить материалы с рядом структурных особенностей, обеспечивающих высокий запас пластичности.
Целью работы было изучение изменения структуры и свойств проволоки стали 08Г2С при холодном волочении в условиях производства ВАТ «Міттал стілл Кривий Ріг». Исходное состояние материала было получено после прокатки по технологии прокатки со сдвигом.
Исследовались 9 проб круга диаметром 9,0мм стали марки Св-08Г2С, отобранные от начала, середины и концов двух бунтов, прокатанных с разной температурой смотки(870 °С и 920 °С). Для исследования от доставленных проб были подготовлены поперечные макро- и микрошлифы.
В результате исследования установлено, что макроструктура металла всех исследуемых проб круга диаметром 9,0мм плотная, дефектов усадочного происхождения нет. Микроисследование показало, что у поверхности структура металла состоит из феррита, перлита и бейнита. Соотношение перлит + бейнит / феррит в первом бунте оценивается как 35/75%, во втором бунте соотношение составляет 45/55%. Величина зерна по сечению во всех пробах одинаковая и оценивается № 9 - 10 по ГОСТ 5639-82. Микроструктура характеризуется одинаковой формой зерна и бальностью в поперечном и продольном сечении.
Эта ситуация не является стандартной, т.к. после обычной прокатки должна формироваться анизотропия зерен вдоль оси деформации и, как следствие, зерно должно быть вытянуто в продольном сечении. ПС благодаря воздействию сдвиговой компоненты способствует формированию равноосной неанизотропной структуры.
Получающаяся структура характерна близкими значениями количественных характеристик зерна в поперечном и продольных направлениях. Значения микротвердости в разных сечениях довольно значительны, что объясняется формированием субструктуры зерен. С увеличением степени деформации наблюдается рост микротвердости по всему сечению образцов и в поперечном и продольном сечениях. Однако при некоторых степенях деформации наблюдаются немонотонное изменение микротвердости, что свидетельствует о развитии процессов возврата в процессе холодного волочения. Эта точка зрения подтверждается данными по измерению плотности образцов, которая меняется также немонотонно в зависимости от степени деформации.
Показано, что при дальнейшем волочении катанка, полученная по технологии ПС, обладает большей пластичностью в сравнении с катанкой, полученной по стандартной технологии. Катанка, полученная по ПС технологии, позволила проволочить проволоку до диаметра 2,6 мм без промежуточных отжигов.
Проведенные исследования подтверждают, что технология ПС прокатки имеет большие потенциальные преимущества благодаря эффективному управлению структурой и механическими свойствами материалов. ПС относится к схемам комбинированной пластической деформации, позволяющим в потенциале перейти к новому уровню механических свойств.