автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Совершенствование сквозной технологии прокатки и калибрования изделий из автономных сталей без трещин

магнитогорский горно-шаллургичесш йшжш

6 од им. г.».носова'

Н ДПР

На правах рукописи ЭДК баг.??!.252.04:669.14.018.23(043.3)

ЗИЕВ ДМИТРИИ БОРИСОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СКВОЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОКАТКИ И КАЛИБРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АВТОМАТНЫХ СТАЛЕЙ БЕЗ ТРЕЩИН

05.15'.05-0бработка йеталлов давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иагнитогорск-1994

Работа ошмлиена на кэ^адро Процесси и навили обработки металлов давлением <Мапйнтогорского горно-аегаллцргического института ик.Г Д.йо^оаа

Нзичний руководитель: про.фесоод(,докзг.с^ п.ехпнческ.чх лаук ДЕНИСОВ П.И.

Официальные оппонента: профессор,доктор технических .наик ПОЛЯКОВ íi.г.

доцент,кандидат технических иадк МЕДВЕДЕВ А.Г.

Ведикее-предпрнятио: йапштогорский калибровочный завод

Заккта состоится ___1В34г.<^?Л1час.

на заседании специализированного со£?ета К 033.04.01 в Магнитогорской горно-иеталяургнческои институте по адресу: 455000,г.Цагнитогорск,пр.Ленина. 3G

С диссертацией ¡¡оено ознакомиться в библиотеке института Автореферат разослан "iííL"___^Léi____1334г.

Эченнй секретарь специализированного

В.Н.Селиванов

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производство изделий из автокатних сталей без трещин - весьма давняя проблена.но она остается актуальной и по настоящее зреня.поскольку выход годной продукции на металлургических СМКН,ЧЫК> н машиностроительных (УралАЗ,ГАЗ) заводах при изготовлений аестигракной к круглой горячекатаной к ка-либрованой автоыатной стали составляет-50-702.Главный брак-трещины на всех переделах, является следствием противоречивых требований к свойствам автоиатннх сталей и изделиям из них.С одной сто-р'онц они доляны быть пластичными, деформироваться без образования треяин, с другой сторони - хрупкими, хорошо обрабатываться точение» на азтоиатических линиях.

Поэтоиу разработка рациональной технологии получения автоматной стали с пониаенной склонностьй к треци'нообразованив актуальна.

Цель работи-изучение структурных и технологических факторов, влиявдих на склонность к трецинообразованив при прокатке и калибровании изделий из аптонатных сталей с пониаенной склок-ностья к трегцшообразованив,разработка на этой основе способоэ их получения без ухудвениа показателей обрабатываемости рьзаннзы.Дла достинсния поставленной цел и необходимо ренение следуицих задач: исследование влияния легирования я шшролегирсвания автоаат-ной стали на деформируемость при прокатке и калибровании и склонность к треяинообраэовании,оценка возаогности использования доба-50К бария для получения нерастрескивакдегося проката и прут-сов: изучение особенностей нагрева перед прокаткой,прокатки и ка-шбровки прокатных валков на деформационное поведение проката из сследуеиых сталей; разработка систеии кааинного расчета рацио-ального технологического реяииа получения калиброваных прут-

ков„учитывающей их историю деформирования к формирование повреа-хзиности при калибровании; исследование влияния мзаенешш механический свойств на пластические характеристики и поврегденность калиброваннх Прутков из автоматных сталей;разработка и прощален-" ное внедрение новых, технологических ревшзв дла прокатки к калибрования автоматной стали без трецкн.

Научная новизна.Показано 8лий»ше легярцвзих (сера) и мив-ролэгируявихСкальций.ОариИ> элементов ка дсфорыируеиость и обрабатываемость резанием автоматных сталей.При этом уточнено пологи-тслькое влияние комплексного раскислктеля 51-Са-0а на деФоркирде-кость прк прокатке и калибровании и серы на обрабатываемость резанием по чистоте поверхности.

Дополнены сведений о влиянии .нагрева -перед прокаткой ка сортозогз стане на трееиносбразование горячекатаных прцтков из автоматных сталей.Суцествешшкк Факторами, улучкащимн дефоркируа-иость и сннаасцнин склонность прутков к трецинообразованиа является охлагдение заготовок после заготовочного стана и нагрев в методической печи сортового стана.Впервые оценено влияние горячего всада перед прокаткой на сортовнх станах.

Разработана рациональная калибровка вестигранника 18 ыя ка сортопрокатном стане 250-1 Магнитогорского металлургического комбината,отличительной особенности которой является использоза-!Шо калибра в двенадцатой клети стана в виде чистового сестигран-нкка со скошекныик граняни.Использование скогешшх граней обеспечивает ?очиость полученного профиля по сравнение с калиброи-"рснб" и предохраняет от образования дефекта типа "ланпас" по сравнения с каяиброк "еестигранник".

Подтвервдено полояительное влияние на сннвение склонности к тревинообразованив горячекатаных прутков из автокатных сталей теипературн конца прокатки,которые необходимо поддергивать в ин-

тервале 250-1000оС»

Разработана программа расчета температуры конца прокатки в зависимости от температуры начала прокатки н реянва обяатий на стано.

Разработана методика для оценки пластичности и деформируемости стали при калибровании.дчктквавдая изменение механических свойств по сеченна заготовок,позволившая экспериментально обосновать оптимальные ренины изготовления изделия из автоыатних сталей, не склонный к тречинообразовакиз.

Разработан пакет'.прикладних програнм для анализа и моделирования на ЗВЙ Ш РС технологических региков калибрования прутков из азтокатнах сталей,в основу которого полонена методика для оценки пластичности и деформируемости.

Практическая значимость и реализация работы.Основные науч-ние результат!! получили практическая реализации при создании сквозной технологии производства изделия из автоматной стали с поименной склонностью к тревинообразованиа.Эти разработки включают следующее:

Разработан и внедрен на Магнитогорском кеталлургическон комбинате способ производства автоматной стали,ннкролегировашшй кальцием и барием.в которой решается задача снивения склонности к трекинообразованив изделий из нее,а такне задача уиеньнения плени на поверхности металла.При этой обрабатываемость резаииеи стали не ухудэаегся.

Разработан и внедрен на Нагнитогорскон металлургическом комбинате способ производства сортового проката на стане 250-1 Ж нэ аэтоиаг-ой стали АН с повияенни« содерааикен серы.облада-. заей вксокиня доказателаки обрабативееиости резаниеа йг в 24 п юнияенной склонностыз в тревииооОазованив 032.На указанный спо-:об получено авторское свидетельство Й1660???.

Получили практическое использование разработанные-кетодики ио оценке пластичности и деформируемости при калибровании,а такке пакет прикладных программ,позволивший оптимизировать параметра калибрования прутков из автоматной стали (угол входного конуса, обзатие,сказка).-

Ппробзция работи'.Результатц.получешше при выполнении дис-сертационноя работк,докладывались и обсуадались на Всесоюзной конференции "Проблема поаквенпя качоства металлопродукции по-основный переделай черной металлургии" (г.Днепропетровск.1989); Всесоюзной конференции "Обобщение онкта молодых ученых.икЕснеров ¡1 рабочих отрасли по зконокии катериалышх и энергетических. ре-сурсоз"Гг.Донецк.1389); научно-технкческон сеаииарс "Кеханнка и технология машиностроения (методы расчета с использование« аппа-ратоо сг.лоьчшх сред)"(г.Свердловск,1930 ); Всероссийской конференции "Катеиатическое моделирование технологических процессов, обработки иатсриалов давленнеи"(г.Пераь.1990); научно-технической конференции "Пути предупреждения, сокрацениг. и ликвидации дефектов стали и сплаво&"(г.Свердловск,1990);научко-тсхничсских конференциях Магнитогорского горно-металлургического института (г.Магнитогорск, 1303-1993).

Публикации.Основное содереание диссертации опубликовано в 1С работах.

Структура и объеи работы.Диссертация изаоаена на 136 страницах кавинопиского текста,содергит 20 рисунков,16 таблиц;состоит из введения,4 глав.заклзчения,списка использованных источников из 125 наименований и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЙАНЛЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится литературный обзор влияния различных химических элементов на свойства автоматной стали,рассмотрен» теоретические подели и технологические аспекты,объясняющие дсоориируемость стали при горячей и холодной пластической деформации и явление ее разрушения с современных позиций металловедения «.обработки металлов давлением.

Анализ литературных источников,а такие обобщение практических наблюдений на'ИМК и крупнейпен машиностроительном заводе УралАЗе показывает,что рациональная технология получения такой продукции вклвчает' в себя использование ряда разумных,апробированных приеме.Нонио выделить,например,регулирование Факторов, влиявших на треаинообразование:лри прокатке,таких как температура нагрева перед прокаткой,время нагрева,температурно-ско-ростной реаиы прокатки,размеры исходной заготовки,рациональные химический состав стали и концентрация Кп/Бтри калибровании-оор-ма инструмента.обаатие.количество проходов.

Вместе с тен не получили практической проверки предложения о целесообразности направленного ннкролегирования автоматной стали нетоксичными элементами.Не имеит доказательного подтверядениа интересные сообразения о роли горячего всада заготовок перед прокаткой на сортовом стане.Заманчивой и вполне оправданной представляется попнтка увязать исходное структурное состояние горяче-«таных прутков и Формирование поврекденности при их калибровании ( рамках феиоиенологической теории разрувения.Прк этой засяуаива-!Т вникания необходиность учета иэиенення механических свойств [втоматных старей по сечениэ заготовок.Наконец,следует рассиатри-ать и воэиояность реяения данной проблемы коиплексно.имея в виду оздание технологии,в которой мо«но было бы реализовать различима

иацчнке подходи,перечисленные виее.

Анализ к критическое рассмотрение литератуных дашшх позволили сфориулировать основную проблему настоящей раСотц-изцчелве структурных- к технологических факторов.влияэдих на склонность к трецинообразовашш прк прокатке к калибровании изделий кз автоматных сталей с шшшшой склонностью к трецинообразоваиия.а тсй58 разработка на зтой основе способов их получения без укудпе-ниа показателей обрабатываемости резанием.

2 глава посвязеиа'исследования влияний легирования,шшро-легцрованкя,технологии прокатки к калибрования на дефоркираеиссть изделий из автоматной стали.

Для исследований использовались горячекатаные прутки из О различных варок автоватнвх сталей промышленной и опнтио-прокаи-ла.чнай знплавки.Вибор корок сталей данного класса бил лредопреде-лси иеобкодикостьа получения сталей с попизгниой обрабатываемость» резаниен.

Исспользование сталей АН позволяло проверить обеуйдаеь'ое е литературе аиеиие о половитедьнои влиянии повиаенного содержания сори на оВрабаткваеггость резанием.Исслодованин сталей,иикро-депфоэашшх Оариеи.кальциен ставило' цольв практическое выяснение елншпш з1кх алсиснтов на трездтобразовшшо и расслоение переднего конца горячекатаная и калиброваны« прутков,а такие на чистоту обработанной резаииеи поверхности.Использование сталей Ш2,прокашшнх по -новой и базовой технология« позволяло.проверить вяигиао более кестксго температурного реекаа нагрева и прокат? на трещшообразование и пластические характеристики проката.

На первой втапз исследований бале проанализировано влияние легирикйх и ккврогегирвсиих элементов на качество заготовок,про-иаташшх на блшшге.сортовкх и кзлкброЕОЧннх станах.

о

Склонность азтокатных сталей к трешшобразовашга иояет :пь ограничена благодаря никролегированиз злеыентаки,способными глабить протекание динамического деоорнационного старения.

Из всего многообразия аикролегируваих элеиентов наибольший ттерес представлязт кальций.барий.как наиболее деиевые и сузест-гиио влйяя5И8 на тревинообразование.

- Металлургическое значение кальция и бария заклпчается в зн, что они являзтся раскнслителянк и обеспечизавт глобулярнза-13 сульфидов. За счет глобуляризации сульфидов спивается склонить изделий из автоматной стали к треиинообразованив.

Для определения рационального количественного соотнопения искислнтелей автоматной стали А12 был проведен полный оакторный сспврииент 2 .Получены рациональные соотнозения коапонентов; !1-Нп)-2т: (51-Са-Ва)-1.5т; (А1)-1кг/т, при которых выход годно) изделий из исследованной стали после прокатки на блвиинге сос-1эил 1002. •

На втором этапе исследований были проанализированы особен-1стн нагрева перед сортовой прокаткой и прокатки автоиатной ста! А12. -

На качество заготовок.прокатанных на сортовых станах су-:ствешюе влияние оказывает температура посада заготовок в ыето-[ческие печи и теипература выдачи под прокатку.

Влияние температуры посада заготовок в методические печи технологичность их прокатки исследооали на холодных заготовках в интервале температур 400-750°С .Явление красноломкости сер-стых сталей проявляется при их деоораировании в интервале тен-ратур 900-350°С.Поэтону ваано сохранить внсокуп температуру за-товок до конца прокатки,что возиовно при выдаче заготовок из тодической печи с температурой не лине 1100°С.Выбор теиператур-х интервалов посада в кетодические печи и выдачи заготовок из

нотоднческоп печи Сил предопределен следувцнм.Прн охлавдоник заготовок после прокатки на заготовочном стане ниже 400"С происходит обильное образование окалины на поверхности металла,что визц-вает пробуксовку валков при прокатке на сортовой стане и,следовательно, уменьшение выхода годного.Охлакдение внше 7501'С .практически неосуществимо,так как заготовки после прокатки на заготовочном стане узе успевают "охладиться до этой температура во вреиз транспортирования к методически« печак сортового стана.Видача загото-doeí из аетодической печи при температуре оиые 1200ÚC приводит к разиагчеиив овадини и сиивеии» коэффициента трения,что визцвает пробуксовку валков . и,следовательно,цненьзение производительности,Ведача заготовок с температурой ¡шке Ш0°С визивает ярко ви-ракешщв полосчатость,что свидетельствует о потшениоп анизотропии пластических свойств в стали.которая приводит к трощинообра-зовашш и,следовательно.к увеньвснив производительности и снихе-. низ срока службы валковой аркатури. •

Анализу било подвергнуто 300 плавок rex'jzsra васязгсйсгвз; автоматной стали ÍH2.B качестве оценки ксра'нетра оптмаазацик бил набран выход годного сортовой продукции после лрс;:атки на стане 25G-Í fflK в К.

Для обработки результатов яногс£«$;:торнрго пассивного эксперимента била составлена програкиа *КПЕ«" на йзннз "Бейсик".Расчета проводились на ЭВМ IBH РС.Б результате Сага получена следившая давкошость,

V = -10409 + 0,00-Х,* i?.S3?-Хг- 0,C07CS-£f. (1) где Х^ -теаператцра ояааяшшя после заготовочного стана,

"с:

Xj-тенсгратура выдачи под прокатку из методической

печи сортового стана,°С: Y -внход годного сортовой продукции, Ene однин существенна« фактором,влняюцин на трецкнообразо-шие автоматной стали является тенпература конца прокатки.Вине Шло сказано,что вавно сохранить високуо.тенперат^рц заготовок до юнца прокатки.Анализ литературных источников показал,что блегоп-1иятнин для деформирований является интервал температур конца фокатки 950-1000°С.Зто связано с явлением хрупкости при красиоы :алении при температурах 300-950 "С.Известно,что на температуру онца прокатки оказывает влияние калибровка прокатных валков и сеин обяатий на стане,Авторов совместно с калибровочный бвро ММК ила разработана калибровка нестнгранника 18 ни нз автоматной тали на базе калибровки"круга 19 ым и реииы обнатий на стане S0-1.

Отличительной особенностью преддоаенной калибровки являвт-я калибр двенадцатой клети в виде чистового иестигрзнника со опознании (5%) гранами. Использование скоаенных граней обеспечивает зчность полученного профиля по сравнении с калибром "ромб" и пре-зхраняет от образования дефекта типа "лампас" по сравнении с ка-1брон "вестигранник".

Для расчета температурно-скоростних условий прокатки била ¡пользована нетодика finдревка П.В. /119/.

По оказанной методике била составлена программа расчета кператщш конца прокатки на сортовой стане 250-i.Был использо-н язык програикирования "Бейсик".

Результаты расчета показали.что в интервале тенператур вида кз печн 1100—1200°С.температура конца прокатки будет нахо-тся в пределах 950-1000 °С,а это благоприятно сказывается на оцессв деОориирования автоматных сталей.

Из исследований видно.что температура посада заготовок в

иетодические печи 400-?50°С и температура нагрева заготовок до Ш0-И80°С обеспечивает для стали А12 максииалыш.1 выход годного 92%,что по сравнении со стальв 012,прокатанной по базовой технологии при выходе годного 70Х,вшае. * -

На полученные интервалы нагрева автором било получено авторское свидетельство /10/,

Анализ вероховатости обработанных поверхностей внутреннего конуса ка деталях,получениях на Уральском автомобильной заводе из исслеэдеиых сталей показал,что неиснсшпгл показателей обладает сталь fill с повисеннка СО,23%) содерганиеи серы Rz.=24 при виходе годного после прокатки на сортовой стане 25С-1 ЙКК 85Х.У стали Й12- Rz=40.Использование иикролепфЦЕЯих элементов кальция,бария us привело к ухудвени& зтого показателя и составило Rz=-iQ,npn эток выход годного после прокатки на сортовом стане 250-1 1ШК для стали П12 с кальцием был SQ'/..для стали Й12 с баркеи I0CX.

При калибровании на Уральской автоиобилыш заводе кесткг-ранника 1? ни из вестнграшшка 10 ак у всех иссдсдооанник сталей поверхностных трецин не было.Били обнаружены внутренние тре-цина у сталей All с содерваниеи сери 0,2311:0, IW и fU2 без ш;ро-легируаких добавок кальция,бария.

В 3 главо описано -иатекатичсское иоделкроваике. процесса калибрования прутков из автоматной стали.

Тре^инообразование и расцепление переднего конца заготовок зарогдается как явление локального характера.0 механические двойства автокатних сталей в силу большого числа-факторов,-влиявших на веталл в процессе его превращений ¡'л рудц в состкграшшк венявтеа по сечении.Такие ксханические свойства.кап предел прочности,условный предел текучести,относительное удлинение к сужение.пластичность такво иеиявтеа при переходе от-одного'Материального объема к другоку.й здесь uoeuo предположить.что суиествузт

такие элементы цатериалз.у которых ресурс пластичности небольвой и исчерпание его происходит бистро.

Матздатпческне модели.в которых условный предел текучести и пластичность язляатся постоянными для данного материала не могут объяснить почему трешшообразованйе и разрушение чаче всего возникает в центральной части заготовки в процессе ее заправки и калибрования.

йвтор полагает.что необходимо учитывать изменение условного предела текучести по сечения горячекатаных прутков.

Определены записиностк изменения цеханических свойств автоматной стали 0.12,прокатанной по технологии ИНК по сечеииа горячекатаных прутков.

'.Определена зависимости изменения условного предела текучести исследованных автоматных сталей по сечеииа горячекатаных прутков.Показано,что содержание лспфусцих и никролегнривцих элементов п стали существенно влияет на величину С^, При этом увеличение содержания серн приводит к уиеньпенив.а наличие кальция или йария-н увеличения условного предела текучести.

Установлено.что величина условного предела текучести влияет на пластичность прутков. Стали,иаевцие кеиьвий ккевт и иеньгуа пластичность. ,. -

. Разработана програкна "КАЛИБРОВАНИЕ", которая позволяет рассчитквать и анализировать на ЗВН теоретические и приаеняеиые в производственных условиях карвратн калибрования автоиатной стали при однопроходной и кногопроходнои процессах.

в основу алгоритм полозенц методики расчета кривой упроч-нзила,диаграмма пластичности,прогнознрования поврепденности стали, разработанные на кафедре обработки металлов давление» 9ПИ и изтодика.цчнтивакздя изменение механических свойств по сечеииа прутков, созданная в ЙГВИ при участии автора.Программа написана

на языке "Бейсик". -

Представлены результаты построения кривых сопротивления деоорнацииСупрочнения) и диаграмм пластичности исследуемых сталей, полученные из экспериментов.

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась методом наименьших квадратов с цельи получения аналитических | аппроксикационнкх зависиыостей:для диаграмм пластичности-«2).для сопротивления деформации-«3) с использованием программы АРБ,разработанной автором.

7\р = Х ехр 1-С-6/Т) . <2)

где Ар -пластичность стали:

6/Т -параметр напряаенного состояния: Х,с -коэффициенты аппроксимации.

= dt)i + g/U . ' (3)

где 4,2 -условный предел текучести.Па: -коэффициентм аппроксимации: Лй -степень деформации;

-сопротивление пластической деформации,Па. Определит! значения повреаденностн и веек исследованных сталей.При атом установлено, что иикролегированная кальцием шШ <5а-ркви сталь характеризуется ненывшш значениями и в отличие от сернистых сталей АН и сталей А12 без иккролагирувзнх добавок.

Выполненные гкепериыентц показали,что совладение более строгого рекнма нагрева перед прокатной я ТЕшшратщшого ревика

прокатки приводит к повииенив пластичности стал« й сшдоийз поз-реэдеиностн и.

Определены зависимости изменения повреадениостк и по сечение налиброванпах прутков для трех аарок сталей: дда сили АН с повииенняк содерлаииеи сери

и = 0,34 - 0,018-Й + 0,0013-!}, • £4)

для стали Л12 с барием .

и =■• 0,219 - 0,014-1? + 0,0014-Я, £5)

лла стали Л12.прската1тоД по теюшагш К*«

V - 0,5 - 0,044-8 + 0,Ш7-Р.. СО>

Пскзззйэлго явззйгяггглость увеличивается & сгепо-

на к оси симметрии заготовка з аеньвей степени к с-г объясняется внутренние и позеряюстгше трвгжга ?« прутках.

Распределение повреадеиности у статей кьужсгхрзгяпя« барием или кальцием более равномерное,чем у сертстх йíí Л12 без иикролегнруаэдх добавок,что полояительво скззсгзэтся г;з Обрабатываемости резанием этих сталей.

В 4 главе рассмотренные в предадут гжз$:< огжежиз сйсй-ранения, касающиеся комплексного подхода « регзккз проблемы получения изгчлий из автоматной схгггл с авмхешШ склонностьп к трецинообразованиа.бнли реализовали рргкгйчзсг«¡1 в виде разработанных коккретных технологий,вклвчавдях а ке/мгорг/х

слцчаях »: оригинальные способ!! ш т ,осуцествления.Основные результата STflro раздела настоящего исследования излагается в данной главе.

Предлоаен способ производства автоматной стали,в которой ревается задача полного исключения трвишюобраэоааиия и получения выхода годного при прокатке 1002.а такие задача полного исклвче-1Шй образования плены на поверхности металла.При этой характеристики ойрабашаеиости резаииеи получешшх сталей не ихцдиавтея.

Эта задача ревается следуЕциа образов.Б способе производства автоматной стали,вклочаакск разливку металла в ноов с введением силикоцарганца.алвмшшя.силикокальцаа с барием,для ревешш поставленных задач, енлишмльций с барием свадйт одновременно с алвшшиеы посла силикомарганца при следующей соотношений ковпо-tiaiiTOD:Sl-i(n - 2т; Sl-Ca-Ba - 1,St:a1 - 1кг/т.

Экспериментально обнарузвно.что при сведении силикокальция с Сариаи одновременно с алвмшшви происходит резкое сниаеки.е предрасполозошюсти стали к трецинооСрваоваииз при прокатке и по-DSiJoinis (шхода годного,о такие полностьи исчезла плена на поверхности потаяла.Экспериментально подобраны и проверены' соотноиения алсмонтои и раскислителей,которые обеспечиаавт полное исключение склонности стали и трецнноо.бразовашш.В результате выход годного при прокатке на обвиииих,заготовочных,сортовых н калибровочных станах составил 1002.

Разработаны рациональные режимы нагрева »'прокатки с улуч-венной технологичноегьв на сортовых станах.

Азтокатная сталь с барием обладает повкаениоа деформируемостью и пошлиной снлошюстьи и треЕШнообразованйв.ио в то ' se время кисет невысокие показатели обрабегинагмсти резаниеи по чистота поверхности.Автоматная столь All с повкшшыа содершаниом серы,наоборот,имеет eucoiuta показатели обрабатываемости резани-

-и

ш.но характеризуется пописегшой склонностью к тре?икообразова-ша.Следовательно,разработка рациональных реаииоз нагрева и про-гатки,приводящих к сиигения склонности к треяинообразсвакиэ изде-гиА из стали All является актуальной задачей.

Поставленная задача бала резена следуе^ик образом:в спосо-е производства евтокатиих сталей,вклпчавзеи горячуа прокатку литкоз на заготовочном стане,охлаждение заготовок,их пагрв и рокатку на сортовой стане,заготовки охлаздаат до теняератури 00-750сС.а нагреззат до температура й50-М80°С.

Охлаздениз заготовок ниже 400^0 приводит к обильному обра-ованиз окалина па поверхности хеталла.что вызывает пробуксовку алков при прокатке ¡¡а сортобо:: стане и.следовательно,к снизешш роиззодительности.Охлзлдекио заготовок до теиизратури визе 750с'с фактически неосуйсстзикз из-за особенностей технологического зоцесса.

Нагрев заготовок шггс 1160 визкзает ярко внрагенндп груктурнуо полосчатость,что свидетельствует о повкгенной анизот-)пии пластических свойств в стали,которая приводит к трецинооб-¡зования и,следовательно,к унсиьгеииз производительности и сиге— ¡кип срока слуябн валковой вр»атур:;.Кагрез заготовок внес Н80"с шводит к размягчении окалини и снигенип козСФициента тргнпл.что :зывзет пробуксовку валков и.следовательно.циеньяскке производи-, льности.

При охлаядеиии и при нагреве заготовок из стали АН с по-яешши содерканиев серн до температур,входящих в • предлогешгца терзал,процент внхода годного на сортовой стане 250-1 KHK дзе-чивавтся до 80-89,что является хоровин результатом.

Использование предлояенного способа производства загоиат-s стэлеГ; позполяет у.чоньвить слой окалина на поверхности кйтал-,что приводит к устранения пробуксовок валков,а таиво к уаень-

Еений склонности стали к трецинообразовашш.Все зто приводит к повыиешга производительности на сортовой стане.сниненип брака и повыэенив срока слузбк валковой аряатури.

На вынеописашшй способ производства автоматных сортовых сталей било получено Авторское свидетельство СССР К 1600???.

Разработан рациональный реким калибрования с пониженной склонностьп к трецинообразованив прутков из автокатких сталей яла производства изделий обработкой резанием.

Показана необходимость дифференцированного подхода к оценке качества сортового проката.идущего на производство калиброванных прутков и деталей иавиностросния.

Дифференцированная оценка влияния отдельных технологических Факторов изготовления стали (металлургического и прокатного переделов) поззолит потребитела-работникак калибровочных цехов проводить оперативный контроль исходного сырья для калибрования н видвигать обоснованные требования по улучненив его ' качества предприяткяы-нзготозителяы.Такой подход к оценке качества сортового проката позволяет не только установить вклад отдельных технологических Факторов ее изготовления,но и до процесса переработки подобрать рациональные рекниы калибрования (угол входного ко-наса волоки,длину калибрцвчего пояска,обкатия) и сказочные ве-цаства.харшиеризувдкеся коэффициентов трения.

Вышесказанное иавло отрааениз в разработанной иетодиче оценки склонности к трецинообразовашш калиброванных прутков из автокатных сталей.Обличительной особенностью квтодики от известных разработок ЗПК является учат в.ней изменения веханических свойств по сечениа заготовок.

Практической пользой от применения такой нетодшш является посывеиие качества сортового пропета га счгт-отсортировки стали с пошшетшшз пластическими сврйствави.Оцени« качественных характе-

IS

зистик исходного сырья.не приступая непосредственно деформации :алиброванием.позволит сэкономить реецрсц й трудовые затрата на троизводство прутков.

Разработанная методика вовла в основу алгоритмов приклад-шк прогрзкк.исспользуеиых для аппроксикации кризах упрочнения, ¡иаграка пластичности.показателя а .условного предела текучее-'и.а такае для резения-краевой задачи я расчета повреаденностя,

й результате бил разработан паке- ир'ивяадяах програаь 'К»« ИБРОВШЕ" для' анализа и кодоляроеазия ил 238 ISH ?С гвхкологз-еских рекиков калибрования прутков из азтонатких сталей с «игральной повреггдаейос:ьа по уровиз деформзционккх дефектов.

Предлагаемая методика рекомендуется для проведения входид-о контроля материала,например,сортового проката для производства. зэякчнйх деталей машиностроения (гаек,птуцероз,наконечников .4 .п.). Предприятия-изготовители прутков,располагая подобной «е~о-«ой.ннеят возиогность осуществить назначение . того или кдогз гутка на те или иные зидн деталей машиностроения в зависиггесгй : требуеных эксплуатационных свойств.

Не. основании разработанной кетодккя оценки склонности ez-1матной стали к тре^инообразованиз предлоге/а. c.iarjj'KV-'s pensusit" ¡■ни по калибрования прутков; 1.Калибрование гестгтгра,та;я;з i7¡aí стали nil с повизеинаа содерканива серп осуществлять s зоне с утлом входного конуса 2c¿ =16в;обнатием lúa.При этой яojtfJcp азки нугно проводить.особенно тщательно,стремиться к тону.чтойа 5С?ициент трения находился в пределах 0,1-0.12.При калибровать стиграшшка 17 ни из зестнгранника 18 ни выход годного соста-ü ЮОх. 2.При калибровании вестнграшша 30 ни. необхоаико зиьвать обнзтке путе»* изменения размера заготовки с 40 нн на им.

На Нагнитогорском иеталлцргнческом кокбкнате била проката-

на опитяая партия вестигранника 33 и« из стали А12 и отправлена на Горькоаский автомобильный завод для калибрования на шестигранник 30 км.При использовании исходной заготовки иестигранник 39 мм выход годного составил 100%,что в 2 раза выие.чем при использований исходной заготовки иестигранник 40 и«.

РСИСВККЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1.Показано,что легирование автоматных сталей микродобавками кальция,бария полоаительно отражается на деооряирцеиости изделий из нее и приводит к снияенив их склонности к треиинообразсва-низ.Такое влияние кальция,бария связывается преимущественно с процессок глобуляризации сульфидов,которые в ыеньсйй степени вытягиваются в процессе прокатки н не вызывают образования иикрот-рецин и расцепления переднего конца заготовок.

2.Выявлено,что существенными факторами,улучваэдиии дефор-нируекость и снигавдими склонность изделий из автоматной стали к

■ трецинообразованип,являются охлаадение заготовок после заготовочного стана.нагрев в методической печи сортопрокатного стана и температура конца прокатки.При этом найдены рациональные интервалы температур: температура охлаадения 400-?50°С:теыпература наг-1 рева 1160-1180°С; температура конца прокатки 950-1000сС.

3.Разработана методика для оценки пластичности и деформируемости стали при калибровании,учитывавцая изменения иеханичес ккх свойств по сечении горячекатаного проката,позволившая экспериментально обосновать оптимальные региии изготовления прутков из автоматной стали.не склонных к треяинообразованив,

4.Дана аналитическая интерпретация влияния структурных факторов и металлургических показателей качества исходного материала на деформационную способность стали'При калибровании,что позволило обосновать и сформулировать уточненные требования.

11а основе иатекатнческой подели Формирования при.колодной

2Х

?ораацин ст'рцктцриизс неспло»костей разрабатаяа система кавинно-расчета оптякал&кзх параметров технологического процесса ка-броэания,

5.0сукествяе?,з яроияаленное опробиваяке'разработанной тех-лзгяи получения ¡гйсткгракнак прутков кз автояапшх сталей с поденной склонностью к треанноабразованкв.предназначенных э паства материала для различных деталей мавино'строення.

Основной содерзаиие работа отражено в- следцввих публикациях:

».Денисов П.И..Зуев Д.Б..Йапй1сз В.Г.Совершенствование :киояогяя пройзводсгоа аестиграняой егам Й11 разиероа 19 ка с . цшйеккой склошгостбя в трвзвиаобразоваииш / Проблемы повыаашш (честээ нзтздлояредцйФ'й гз сейоаниа переделам чаркой нвталлур-мЛеэ.туч*- геяв.яшЖчягрштровсн. 1989.181с.

Д.Б.^Йзгрченко й.Г.Освоение технологии прокатка !с."кгранника из автоматной стали ::а стане 250-1 йагнитогорс-?го .четаллургкческого комбината / Обобщенна опыта работы колодах ;гшгх, инзекероз и рабочих отрасли яо экономии аатериальних п юрготнческих ресурсов. Тез. науч.-техн. коно. Донецк Л 989. Шс.

3.Денисоэ П.К..Зуев Д.Б.Повивеиие дефоракраевостк автоматах сталей для производства изделий обработкой резаниаа / Ик-т Чериетин§ораациа'*.Н.1990(Обзор.нифоря.Сер.Мат

ИЗ 1103 ПрО из 13 оде -

зо.ЫпЛ. 21с,>

4.Денисов П.И.,Зуев Д.5,.,Соколов Я.й.Повреждаемость авто-атной стали при неупрцгоя дефориирозанин / Механика' и технология азкиостроения ¿методы расчета с использование?; аппаратов сплоз-цх ервд).Тез.иадч.-техн.сеикнара.Свердловск.1930.140с.

5.Никифоров и.й..Денисов П.Н.,Зцва Д.Б. и др.Использование етода Йонте-Карло для расчета и,д.с. автоматных сталей а прсцес-ах холодного волочения /Математическое моделирование технологи-

ческих npotisccoD обработки ыагериалов давлением.Тез.п

ич.-тезш.кмдо.Перкь. iSS0.208c.

6.Никифоров Б,ft..Денисов П.И.,Зуев-Д.Б. н лр.Прогноэироа. нне трещшообразовання в процессах ОКД автоматных сталей предупреядения.сокращений н ликвидации дефектов стали и сплс вов.Тез.науч.- техн.шф.Свердловск,1990.40с.

?.Использование метода Йонте-Карло для оценки склоннест автоматной стали н трощинообрэзованив / Б. ft .Никифоров, ¡1. И, Денн сов, Д.Б.Зуев и др.НПШ.Магнитогорск. 1991.6с.Деп. в Чериетик^ор нации. 199i.il 596?.

8.Моделирование трещинообразоаания автоматных сталей i процессах холодного волочения / Б.А.Никифоров,П.К.Денисов,Д.£.Зуев и др.КГНИ.Магнитогорск.1991.8с.Деп.в Черкотинфорыацин, 1991

9.9лучаение технологии производства сернистой автоматной стали /П.Н.Денисов.Д.Б.Зуев.Е.Й.Крупский и др.ЦГНИ.Иагнито-горсн.1989. 8с.Деп. в Черметинформации.1930.!! 5599.

10.П.с.1680??? СССР. 'Ш В 21 В 3/00. Способ производства автоааишх сортовых сталей/Денисов П.й..Гайдученко Б.И..Зуев.Д.Б. и др. (СССР). Заявл. 30.03.89.4070203, пол.реа. от 8.03.91.

5968