Способ изготовления длинномерных стальных изделий

О П И С А Н И Е 1937523ИЗОЬРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцмалистмческихРеспублик(51)М. Кл.С 21 О 1/04 С 21 О 8/Об 111 рударста 81 ай кемнтет СССР в делан нзебретеннЯ н втнрнтнЯОпубликовано 23,06,82. 61 оллетеиь РВ 23 Дата опублмкования описания 23.06.82, " - =-,01,4. (088.8) В. Н. Гриднев, В. Г. Гаврнлюк, А. В. Козлов, Ф. И. Машлейко,Ю, Я, Мешков, К, В, Михайлов, Н, С. Мордюк, А, гт. Семавина,Ю. А. Полушкин, В. И. Федоров, И. И, Крымчанскийи С. А. Терских =- Институт металлофиэики АН Украинской ССР, Научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР, Белорецкий металлургический комринат и Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ1Изобретение относится к области изготовления длинномерных стальных изделий, высокопрочной арматурной проволоки из углеродистых сталей,Известен способ изготовления арматурнойпроволоки, включающий термическую стабилизацию, заключающийся в том, что проволоку после патентирования и волочения под вергают нагреву до температур 300 С при одновременном приложении растягнвающей нагрузки ниже предела текучести. Этот способ (фирмы Сомерсет" ) позволяет повысить релаксационную стойкость арматурной прово-локи в сравнении с состоянием после холодного волочения с отпуском 1. Недостатком этого способа является низкая производительность, обусловленная наличием нетехнологичной операции отпуска под натяжением, осуществляемой на громоздком оборудовании.Известен также способ изготовления арма. турной проволоки, включающий сочетание холодного и теплого волочення при температт 2рах ниже температуры рекристаллизации с об.жатнем 5 - 25% 2.Недостатком указанного способа изготовления стальной проволоки является недостаточ.ное повышение релаксационной стойкости,обусловленное тем, что схема напряженногосостояния при волочении отличается от схемынагружения арматурной проволоки при эксплуатации в строительных конструкциях вслед1 Оствне чего сопротивление микропластическойдеформации прн эксплуатации понижается поддействием обратных напряжений,Наиболее близким по технической сущностик предложенному является способ изготовле15ния арматурной проволоки,.включающий патен.тирование, холодное волочение, низкотемпературный отпуск, нагрев до 300 - 350 С содновременным механическим натяжением и вибрацию вибратором с эксцентриками 3.Проволока или прядь подвергаются перноди.ческому знакопостоянному нагружению с частотой до 350 об/мин и максимальным напряжением, составляющим 50-60% от пределапрочности 3.937523 10 15 20 25 30 35 Релаксация напряжений1000 ч при 6=0,78,% Амплитуда, мкм Частота, кГц Без ультразвука (изрестный) 3,0-3,5 2,0-2,5 1,8-2,0 20,5- 1,8 0,9 -1,2 20 1,8, - 2,3 60 20 5 20 3Недостатком известного способа является громоздкость оборудования, а также неизбежное наличие пучностей и узлов колебаний проволоки, обусловленное наложением отраженных и основных колебаний и приводящее к различным свойствам материала по длине.Наиболее эффективной из возможных схем теплой деформации является схема, максимально приближающаяся к виду напряженного состояния при эксплуатации. Например, предварительно напряженная арматура в строительных изделиях подвергается комбинированной деформации растяжения с изгибом, и, следовательно, способ стабилизации арматуры должен включать подобную деформацию.Физический смысл этого требования состоит в том, что приложение деформации иного знака в сравнении с примененной при предыдущей деформации или стабилизации вызовет скольжение в обратном направлении в ранее активированных кристаллографических плоскостях, причем сопротивление микро- пластической деформации будет понижено, поскольку обратные напряжения от заблокированных у препятствий дислокационных скоплений, облегчают движение дислокаций в направлении, противоположном направлениюФпредыдущего скольжения. Наряду с этим может начаться скольжение в других, ранее не действовавших плоскостях скольжения, где движение дислокаций будет затруд-нено лишь наличием дислокацноццого леса, Этому требованию не удовлетворяет ни один из известных способов.Цель изобретения - повышение релаксационной стойкости.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления .длинномерных стальных иэделий, включающему предваритель 4ную термическую обработку и холодную пластическую деформацию, нагрев до температурниже температуры рекристаллизации и пластическую деформацию при этих температурах,изделие в процессе нагрева и деформацииподвергают воздействию ультразвука.В связи с этим создание высокой плотности дислокаций обеспечивается предварительной холодной деформацией или термическимупрочнением, а блокирование дислокацийпримесными атомами внедрения обесцвечивается применением теплой деформации в режиме динамического деформационного старения,Кроме того, равномерное распределениедислокаций обеспечивается ультразвуковойобработкой и предотвращением, таким образом, возникновения обратных напряжений.При осуществлении теплой деформации волочецием нижний предел степени деформацииопределяется необходимостью контакта сультразвуковым инструментом (0,1%) верхний - ресурсом пластичности стали (30%).П р и м е р, Моток проволоки из ст.85диаметром 8 мм весом 200 кг подвергаютпатентированию. После операции травленияи подготовки поверхности производится холодное волочение по маршруту 8-7, 2-6,4 - 5,7 мм на проволочном стане. Дальнейшая обработка проводится на эксперименталь.ной установке ИМФ АН Украинской СГР.Движущаяся проволока подвергается электроконтактному нагреву до температуры 300 Си волочению с обжатием 23% при одновременной обработке ультразвуком с частотами,17, 20, 60 кГц и амплитудами 3 и 20 мкмВ таблице приведены результаты испытанийна релаксационную стойкость после обработки по известному и предлагаемому способам93752 Составитель И. ЛипгартТехред И. Гайду ; Корректор А. Дзятко Редактор Г. Волкова Тираж 587 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д, 4/5Подписное Заказ 4381/35 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5Полученные результаты свидетельствуюто том, что оптимальный режим обработки,ультразвуком при деформации волочением собжатием 23% включает частоты в интервале20 кГц, .и амплитуды 20 мкм,Технико. экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известнымзаключаются в повышении производительностипроцесса, экономичности применяемого оборудования и обеспечения более высокой релаксационной стойкости,Повышение релаксационной стойкости (на.пример, арматурной проволоки) на 30% позволит экономить от 5 до 10% металла в зависимости от типа армированил железобетонных конструкций, Ожидаемый экономическинэффект от внедрения предлагаемого изобретения составит, соответственно, от 12 до25 руб, на тонну продукции.Формула изобретенияСпособ изготовления длинномерных стальных изделий, например проволоки, включаю. 3 6щий предварительную термическую обработку.и холодную пластическую деформацию, на.грев до температур ниже температуры рекристаллизации и пластическую деформацию приэтих температурах, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения релакса.ционной стойкости, изделие в процессе нагрева и деформации подвергают воздействиюультразвука,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании Иф 748357,кл. 72 А,опублик, 1956.2, Авторское свидетельство СССР Мф 515805,кл. С 21 О 8/06, 1976.3, Квицаридзе О. И, и др, Суперстабилизи.рованная высокопрочная арматурная проволока и пряди для предварительно напряженного железобетона. Ч птегпатона СопцгезаоФ Фе Еедегатоп птегпатопа де а Ргесоптгапте, Нее .1 огс, Мау - ,опе, 1974.