RU2496888C1 - Method for obtaining reinforcement wire from high-carbon steel - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: achievement of the required level of strength properties in the obtained high-strength wire of large diameters from rolled wire with diameter of 15-16 mm due to regulations of temperature-speed conditions of heating and intensive cooling of rolled wire during heat treatment. Besides, temperature of intensive cooling is maintained at the level of 550±10°C, and duration of exposure at rolled wire quenching is determined by the following ratio: T=740/(D*V), seconds, where D - diameter of rolled wire, mm; V- movement speed of rolled wire during intensive cooling, m/s.

EFFECT: providing high strength properties of wire of large diameters, which are uniformly distributed across the cross section.

1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к метизному производству и может быть использовано при производстве из высокоуглеродистой стали проволоки больших диаметров, преимущественно 9-12 мм, предназначенной для изготовления, например, высокопрочной арматуры для железобетонных шпал.The invention relates to metallurgy, in particular to hardware production and can be used in the production of high-carbon steel wire of large diameters, mainly 9-12 mm, intended for the manufacture of, for example, high-strength reinforcement for reinforced concrete sleepers.

Известен способ производства высокопрочной арматурной проволоки, включающий ускоренное охлаждение катанки после прокатки заготовки, выплавленной из высокоуглеродистой стали стандартных марок 70-85. В этом способе осуществляют ускоренное охлаждение катанки перед виткоукладчиком сортового стана горячей прокатки, затем укладку витков в закрытую камеру, охлаждение витков в этой камере до заданной температуры продувкой газом с заданной скоростью охлаждения и окончательное охлаждение до цеховой температуры. При этом охлаждение продувкой газом ведут до температуры не выше 500°С. Данным способом исключается операция термообработки перед холодным волочением и термомеханической обработкой высокопрочной арматуры и достигается прочность готовой арматуры до 1370 Н/мм² (патент на изобретение РФ №2044073, МПК C21D 9/52, 1995 г.).A known method for the production of high-strength reinforcing wire, including accelerated cooling of the wire rod after rolling a workpiece smelted from high-carbon steel standard grades 70-85. In this method, accelerated cooling of the wire rod in front of the coiler of the high-speed hot rolling mill is performed, then the coils are laid in a closed chamber, the coils in this chamber are cooled to a predetermined temperature by blowing gas at a predetermined cooling rate, and final cooling to the workshop temperature. In this case, cooling by gas purging is carried out to a temperature not exceeding 500 ° C. This method excludes the operation of heat treatment before cold drawing and thermomechanical processing of high-strength reinforcement and reaches the strength of the finished reinforcement up to 1370 N / mm ² (patent for the invention of the Russian Federation No. 2044073, IPC C21D 9/52, 1995).

Известны способы производства высокопрочной проволоки, включающие переработку катанки в проволоку конечных размеров волочением с применением операции термической обработки патентированием заготовки, заключающейся в нагреве заготовки в различных технологических средах при регламентированной температуре выше линии Ас₃ диаграммы состояния «железо-углерод», выдержки при данной температуре с последующим ускоренным охлаждением (Зубов В.Я., Патентирование проволоки, «Металловедение и термическая обработка металлов», 1972, №9; Юхвец И.А. Производство высокопрочной проволочной арматуры, М., 1973, с.48-55).Known methods for the production of high-strength wire, including the processing of wire rod into wire of finite dimensions by drawing using the heat treatment by patenting the workpiece, which consists in heating the workpiece in various technological environments at a regulated temperature above the Ac ₃ line of the iron-carbon state diagram, holding at this temperature with subsequent accelerated cooling (Zubov V.Ya., Patenting a wire, "Metallurgy and heat treatment of metals", 1972, No. 9; Yukhvets I.A. Pr production of high-strength wire reinforcement, M., 1973, p. 48-55).

Известен также способ непрерывного патентирования проволоки, включающий нагрев проволоки в безокислительной атмосфере до аустенитного состояния и охлаждение в безокислительной атмосфере, причем перед нагревом на проволоку наносят слой графита путем пропускания ее через камеру, заполненную графитом с плотностью 0,5-1,8 г/см³, а охлаждение ведут в три этапа в камерах заполненных графитом плотностью 0,5-1,8 г/см³.There is also a method of continuous patenting of wire, including heating the wire in an oxidizing atmosphere to an austenitic state and cooling in an oxidizing atmosphere, and before heating, a layer of graphite is applied to the wire by passing it through a chamber filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ , and cooling is carried out in three stages in chambers filled with graphite with a density of 0.5-1.8 g / cm ³ .

При этом на первом этапе охлаждают до температуры ферритного превращения, на втором - изотермическую выдержку до завершения ферритного превращения и на третьем - окончательное охлаждение. На первом и третьем этапах охлаждение проводят в водоохлаждаемом теплопроводящем слое графита толщиной 5-15 диаметров проволоки мм. (патент №2023727, МПК C21D 9/52).In this case, at the first stage, it is cooled to the temperature of the ferrite transformation, at the second, isothermal exposure until the ferrite transformation is completed, and at the third, the final cooling. In the first and third stages, cooling is carried out in a water-cooled heat-conducting graphite layer with a thickness of 5-15 mm wire diameters. (patent No. 2023727, IPC C21D 9/52).

Известен способ обработки проволоки, включающий нагрев до 820-970°С, выдержку при этой температуре, интенсивное охлаждение до 400-550°С, окончательное охлаждение водой до цеховой температуры и очистку поверхности от окалины, при котором очистку поверхности проволоки от окалины проводят перед интенсивным охлаждением, которое осуществляют продувкой защитным газом (см. патент РФ №2023030, МПК C21D 9/52).A known method of processing wire, including heating to 820-970 ° C, holding at this temperature, intensive cooling to 400-550 ° C, final cooling with water to workshop temperature and cleaning the surface of scale, in which the surface of the wire is cleaned of scale before intensive cooling, which is carried out by purging with protective gas (see RF patent No. 2023030, IPC C21D 9/52).

Во известных процессах термической обработки катанки при получении высокопрочной проволоки процесс патентирования на стадии интенсивного охлаждения катанки ведут на экологически чистой основе без использования свинца, селитры и кислоты, например, в водном растворе поверхностно-активных веществ или продувкой газом. Однако необходимая структура обработанной высокоуглеродистой проволоки известными способами, ее прочностные и пластические свойства могут быть достигнуты только при патентировании проволоки небольших диаметров не более 6-8 мм.In known processes of heat treatment of wire rod to obtain high-strength wire, the patenting process at the stage of intensive cooling of wire rod is carried out on an environmentally friendly basis without the use of lead, nitrate and acid, for example, in an aqueous solution of surface-active substances or by blowing gas. However, the required structure of the processed high-carbon wire by known methods, its strength and plastic properties can only be achieved by patenting small wire diameters of not more than 6-8 mm.

Наиболее близким техническим решением по достигаемому результату получения физико-механических свойств проволоки из высокоуглеродистой стали является способ термической обработки проволоки диаметром 6,5 мм с содержанием углерода 0,45-0,85%, включающий ее нагрев до температуры выше Ас₃ (780-920)°С, выдержку при этой температуре до завершения процесса аустенизации, интенсивное охлаждение до температуры (500-500+(-) 15)°С, выдержку при этой температуре, в зависимости от ее диаметра (1,5-8) с и окончательное охлаждение до цеховой температуры. По данному способу интенсивное охлаждение ведут продувкой газом со скоростью 30-1000°С в секунду в течение времени, определяемом в зависимости от диаметра обрабатываемой проволоки и скорости подаваемого на охлаждение газового потока (см. патент РФ №2102502, C21D 9/52, C21D 9/54, C21D 8/06).The closest technical solution to the achieved result of obtaining the physicomechanical properties of high-carbon steel wire is a method of heat treatment of a wire with a diameter of 6.5 mm with a carbon content of 0.45-0.85%, including its heating to a temperature above Ac ₃ (780-920 ) ° C, holding at this temperature until the austenization process is completed, intensive cooling to a temperature of (500-500 + (-) 15) ° C, holding at this temperature, depending on its diameter (1.5-8) s, and final cooling to workshop temperature. In this method, intensive cooling is carried out by blowing gas at a speed of 30-1000 ° C per second for a time determined depending on the diameter of the wire being processed and the speed of the gas stream supplied for cooling (see RF patent No. 2102502, C21D 9/52, C21D 9 / 54, C21D 8/06).

Однако по данному способу высокие физико-механические свойства проволоки с содержанием углерода от 0,45 до 0,85% можно получить также только для проволоки диаметров от 0,8 до 6,5 мм, т.е. малых диаметров.However, according to this method, high physical and mechanical properties of a wire with a carbon content of 0.45 to 0.85% can also be obtained only for wire diameters from 0.8 to 6.5 mm, i.e. small diameters.

При получении высокоуглеродистой проволоки больших диаметров (более 6-8 мм) путем проведении термообработки катанки в соответствии с известными техническими решениями, из-за высокого градиента температуры по сечению не достигается равномерный уровень физико-механических свойств по ее сечению и соответственно не достигается однородность высоких механических (в первую очередь, прочностных) свойств по сечению проволоки конечных диаметров в процессе холодной деформации.Upon receipt of high-carbon wire of large diameters (more than 6-8 mm) by heat treatment of wire rod in accordance with known technical solutions, due to the high temperature gradient over the cross section, a uniform level of physical and mechanical properties along its cross section is not achieved and, accordingly, uniformity of high mechanical (primarily, strength) properties along the cross section of a wire of finite diameters in the process of cold deformation.

Фактором, влияющим на достижение однородности высоких механических (в первую очередь, прочностных) свойств по сечению проволоки конечных диаметров в процессе холодной деформации, являются условия теплоотвода при интенсивном охлаждении заготовки обрабатываемой катанки больших диаметров (12-16 мм), в процессе патентирования.A factor influencing the achievement of uniformity of high mechanical (primarily strength) properties over the cross section of a wire of finite diameters in the process of cold deformation is the heat removal conditions during intensive cooling of a workpiece of a machined wire rod of large diameters (12-16 mm) during the patenting process.

Метизные заводы не имеют опыта патентирования катанки и получения проволоки больших диаметров (более 9 мм) при проведении интенсивного охлаждения заготовки в технологической среде, указанной в выше приведенных источниках.Hardware plants do not have experience in patenting wire rods and producing wire of large diameters (more than 9 mm) during intensive cooling of the workpiece in the technological environment indicated in the above sources.

Технической задачей в соответствии с заявляемым техническом решении является обеспечение высоких прочностных свойств (σ_в>1300 Н/мм²), равномерно распределенных по сечению в проволоке большого диаметра, преимущественно 9-12 мм, содержащей до 0,8% С, за счет создания технологии термической обработки заготовки крупных профилей 12-16 мм.The technical task in accordance with the claimed technical solution is to provide high strength properties (σ _in > 1300 N / mm ² ) uniformly distributed over the cross section in a large diameter wire, mainly 9-12 mm, containing up to 0.8% C, due to the creation of technologies for heat treatment of workpieces of large profiles 12-16 mm.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе изготовления проволоки из высокоуглеродистой стали, включающем термическую обработку катанки путем нагрева до температуры выше Ас₃, выдержку при этой температуре до завершения процесса аустенитизации, интенсивное охлаждение с последующей выдержкой в течение регламентированного времени в зависимости от диаметра обрабатываемой заготовки, дальнейшее спокойное охлаждение и волочение на требуемый размер, в качестве заготовки используют катанку диаметром 15-16 мм, которую в процессе термической обработки подвергают интенсивному охлаждению до температуры 550±10°С, с последующей выдержкой в этом диапазоне температур в течение времени, определяемом по формуле:The problem is solved in that in the known method of manufacturing a wire of high carbon steel, including heat treatment of wire rod by heating to a temperature above Ac ₃ , holding at this temperature until the austenitization process is completed, intensive cooling, followed by holding for a regulated time depending on the diameter of the machined workpieces, further quiet cooling and drawing to the required size, a wire rod with a diameter of 15-16 mm is used as a workpiece, which in the process f heat treatment is subjected to intensive cooling to a temperature of 550 ± 10 ° C, followed by aging in this temperature range for a time determined by the formula:

Т=740/D×V, гдеT = 740 / D × V, where

Т - время выдержки, с;T is the exposure time, s;

D - диаметр проволоки, мм;D is the diameter of the wire, mm;

V - скорость перемещения катанки в процессе интенсивного охлаждения в охлаждающей среде, м/с;V is the speed of movement of the wire rod in the process of intensive cooling in a cooling medium, m / s;

740 - эмпирический коэффициент, установленный опытным путем.740 is an empirical coefficient established experimentally.

Сущность изобретения поясняется следующим.The invention is illustrated as follows.

Как известно, для формирования высоких прочностных свойств в проволоке перед ее волочением используется операция предварительной термической обработки катанки по типу патентирования, которое применяется для получения тонкопластинчатой феррито-карбидной микроструктуры (структура сорбита). Данный вид термообработки заключается в нагреве катанки (прокатной заготовки) до температур 870÷950°С, последующего быстрого охлаждения в расплаве соли или свинца до температуры 450÷570°С, для превращения переохлажденного аустенита с выдержкой при этих температурах нагрева и охлаждения, с дальнейшим спокойным охлаждением на воздухе или в воде.As is known, for the formation of high strength properties in the wire before its drawing, the operation of preliminary heat treatment of wire rod is used according to the type of patenting, which is used to obtain a thin-plate ferrite-carbide microstructure (sorbitol structure). This type of heat treatment consists in heating the wire rod (rolled billet) to temperatures of 870 ÷ 950 ° C, subsequent rapid cooling in molten salt or lead to a temperature of 450 ÷ 570 ° C, to transform supercooled austenite with exposure to these heating and cooling temperatures, with further quiet cooling in air or in water.

Проведение термообработки в таких известных условиях необходимо для получения мелкозернистой структуры сорбита, отличающейся от перлита более высокой дисперсностью, что увеличивает механические свойства катанки и повышает ресурс пластичности металла, а, соответственно, позволяет осуществлять последующее деформационное воздействие с большими степенями деформации. В результате этого в проволоке конечных размеров достигаются большие значения прочностных характеристик. Известные технические решения операции патентирования ограничиваются диаметрами катанки 3-9 мм, что обусловлено существенной дифференциацией механических свойств при обработке катанки большего диаметра из-за отсутствия регламентации температурно-скоростных условий проведения процессов ее нагрева и интенсивного охлаждения. При этом ограничивающим фактором, обусловливающим масштабный эффект в заготовках большого диаметра (12-16 мм) при проведении термообработки в соответствии с известными техническими решениями, является ухудшение условий теплоотвода при термическом воздействии - патентировании или сорбитизации катанки. Это способствует структурной неоднородности обрабатываемой катанки по ее сечению и невозможности обеспечить высокие механические (в первую очередь, прочностные) свойства в проволоке больших конечных диаметров. Как указано выше метизные заводы не имеют опыта патентирования катанки и проволоки толстых диаметров (более 9 мм).Carrying out heat treatment under such well-known conditions is necessary to obtain a fine-grained sorbitol structure that differs from perlite in a higher dispersion, which increases the mechanical properties of the wire rod and increases the ductility resource of the metal, and, accordingly, allows subsequent deformation action with large degrees of deformation. As a result of this, large values of strength characteristics are achieved in a wire of finite dimensions. Known technical solutions of the patenting operation are limited to wire rod diameters of 3–9 mm, which is due to a significant differentiation of the mechanical properties during processing of wire rod of larger diameter due to the lack of regulation of temperature and temperature conditions for the processes of its heating and intensive cooling. At the same time, the limiting factor that determines the large-scale effect in billets of large diameter (12-16 mm) during heat treatment in accordance with well-known technical solutions is the deterioration of heat removal conditions during thermal exposure - patenting or sorbitolation of wire rod. This contributes to the structural heterogeneity of the wire rod being processed over its cross section and the inability to provide high mechanical (primarily, strength) properties in wire of large final diameters. As indicated above, the metal plants have no experience in patenting wire rod and wire of thick diameters (more than 9 mm).

Достаточно значимым фактором процесса аустенитного превращения стали с содержанием до 0,8% углерода при нагреве вблизи точки Ас₃ диаграммы состояния «железо-углерод» с последующим охлаждением до температур распада аустенита в близи 550°С является продолжительность выдержки при данных температурах..A sufficiently significant factor in the process of austenitic transformation of steel with a content of up to 0.8% carbon when heated near the Ac ₃ point of the iron-carbon state diagram, followed by cooling to austenite decomposition temperatures near 550 ° C, is the exposure time at these temperatures ..

Процесс патентирования катанки организован по принципу непрерывных линий. Поэтому длительность нахождения катанки в зонах нагрева и интенсивного охлаждения определяется скоростными условиями ее прохождения через печь нагрева и, соответственно, ванны охлаждения. При этом операция нагрева при патентировании высокоуглеродистых марок стали (с содержанием углерода до 0,8%) служит для протекания процесса аустенизации, в результате которого наблюдается формирования большого количества центров зарождения перлитных колоний и высокая скорость их роста. Это способствует при дальнейшем интенсивном охлаждении катанки измельчению перлитных колоний до 4-2 мкм и уменьшению межпластиночного расстояния до 0,15-0,10 мкм (распад аустенита).The patenting process of wire rod is organized by the principle of continuous lines. Therefore, the duration of the wire rod in the heating and intensive cooling zones is determined by the speed conditions of its passage through the heating furnace and, accordingly, the cooling bath. In this case, the heating operation when patenting high-carbon steel grades (with a carbon content of up to 0.8%) serves for the austenization process, as a result of which a large number of nucleation centers of pearlite colonies are formed and their growth rate is high. This contributes to the further intensive cooling of the wire rod by grinding the pearlite colonies to 4–2 μm and reducing the plate-to-plate distance to 0.15–0.10 μm (austenite decomposition).

Опытным путем было установлено, что оптимальное измельчение перлитных колоний до 4-2 мкм и уменьшение межпластиночного расстояния до 0,15-0,10 мкм (распад аустенита) наблюдается в диапазоне температур интенсивного охлаждения (550±10)°С.It was experimentally established that the optimal grinding of pearlite colonies to 4–2 μm and a decrease in the inter-plate distance to 0.15–0.10 μm (austenite decomposition) are observed in the temperature range of intensive cooling (550 ± 10) ° С.

При проведении многочисленных исследований, установлено, что при более высокой температуре интенсивного охлаждения (более 560°С) в катанке больших диаметров (более 15 мм) возникают дополнительные неравномерные по сечению термические напряжения при выходе ее из ванны охлаждения, что связано с высокой теплоемкостью металла. Это приводит также к повышенной вероятности обрывов при последующем волочении и существенной дифференциации механических свойств в готовой проволоке. Помимо этого, необходимы дополнительные расходы для поддержания повышенной температуры охладителя в ванне интенсивного охлаждения, что также снижает эффективность процесса.During numerous studies, it was found that at a higher temperature of intensive cooling (more than 560 ° C) in a wire rod of large diameters (more than 15 mm), additional thermal stresses non-uniform in cross section arise when it leaves the cooling bath, which is associated with a high heat capacity of the metal. This also leads to an increased likelihood of breaks during subsequent drawing and a significant differentiation of mechanical properties in the finished wire. In addition, additional costs are required to maintain the increased temperature of the cooler in the intensive cooling bath, which also reduces the efficiency of the process.

При меньшей температуре (менее 540°С) ухудшаются условия протекания процесса распада аустенита и значительно увеличивается межпластинчатое расстояние в перлитных колониях, что приводит к большой вероятности обрывности катанки при последующем ее волочении с большими степенями деформации.At lower temperatures (less than 540 ° C), the conditions for the process of decomposition of austenite worsen and the plate-to-plate distance in pearlite colonies increases significantly, which leads to a high probability of wire breakage during its subsequent drawing with large degrees of deformation.

Для обеспечения полного протекания указанных фазовых превращений в катанке диаметром 15-16 мм необходимо жестко регламентировать время термического воздействия, особенно при температурах интенсивного охлаждения. Как показывает многочисленнаяTo ensure the full occurrence of these phase transformations in a wire rod with a diameter of 15-16 mm, it is necessary to strictly regulate the time of thermal exposure, especially at intensive cooling temperatures. As numerous

Учитывая, что в процессе термообработки необходимо снизить температуру в ванне интенсивного охлаждения с 880-900°С до 550°С, а также с учетом того, что эффективная скорость движения катанки диаметром 15-16 мм через технологическую линию патентирования составляет 4-6 м/с, то, следовательно, наиболее оптимальной продолжительностью выдержки будет определяться заявленной эмпирической зависимостью T=740/(D*V), с, гдеGiven that during the heat treatment it is necessary to reduce the temperature in the intensive cooling bath from 880-900 ° C to 550 ° C, and also taking into account the fact that the effective speed of the wire rod with a diameter of 15-16 mm through the patenting processing line is 4-6 m / s, then, therefore, the most optimal exposure time will be determined by the declared empirical dependence T = 740 / (D * V), s, where

D - диаметр катанки, мм;D is the diameter of the wire rod, mm;

V - скорость перемещения катанки в процессе нагрева, м/с.;V - wire rod speed during heating, m / s .;

740 - эмпирический коэффициент, установленный опытным путем.740 is an empirical coefficient established experimentally.

Заявленный температурно-скоростной режим термообработки катанки при изготовлении проволоки больших размеров (более 9 мм) обеспечивает формирование в патентированной катанке однородную по всему сечению микроструктуру, в которой пластины цементита имеют однородный контраст по всей длине и свободны от дефектов, причем, плотность дислокации в феррите низкая, а межфазная граница феррит-цементит в перлитной колонии плоская. Это обуславливает возможность проведения последующего волочения катанки при значительных степенях деформации, что, в конечном итоге, позволяет получить высокие прочностные свойства (σ_в>1300 Н/мм²). Пример осуществления конкретного способа.The declared temperature-and-speed heat treatment of wire rod in the manufacture of large wire (more than 9 mm) ensures the formation in the patented wire rod of a microstructure uniform throughout the cross section, in which the cementite plates have a uniform contrast along the entire length and are free from defects, and the dislocation density in ferrite is low and the interphase boundary ferrite-cementite in a pearlite colony is flat. This makes it possible to conduct subsequent drawing of wire rod with significant degrees of deformation, which, ultimately, allows to obtain high strength properties (σ _in > 1300 N / mm ² ). An example implementation of a specific method.

Катанку диаметром 15,0-16,0 мм, содержащую до 0,8% С подвергают нагреву в многозонной проходной печи до температуры выше Ас₃ диаграммы состояния «железо-углерод». После этого осуществляют интенсивное охлаждение катанки в расплаве свинца до температуры 550±10°С. При этом производят выдержку катанки при указанных температурах, продолжительность которой в секундах определяют из соотношения T=740/(D*V),c, где D - диаметр катанки, мм; V - скорость перемещения катанки в процессе интенсивного охлаждения, м/с, что соответствует при скорости движения обрабатываемой катанки диаметром 15-16 мм через линию патентирования 4-5 м/с (исходя из конструктивных особенностей известных технологических линий патентирования) 9-12 с. Далее термообработанную катанку подвергают спокойному охлаждению водой и последующему волочению на конечный размер на станах многократного волочения.A wire rod with a diameter of 15.0-16.0 mm, containing up to 0.8% C, is heated in a multi-zone continuous furnace to a temperature above Ac ₃ of the iron-carbon state diagram. After that, the wire rod is intensively cooled in a lead melt to a temperature of 550 ± 10 ° С. At the same time, the wire rod is held at the indicated temperatures, the duration of which in seconds is determined from the ratio T = 740 / (D * V), c, where D is the diameter of the wire rod, mm; V is the wire rod moving speed during intensive cooling, m / s, which corresponds to a speed of movement of the wire rod being processed with a diameter of 15-16 mm through the patent line 4-5 m / s (based on the design features of the known technological patenting lines) 9-12 s. Next, the heat-treated wire rod is subjected to quiet cooling with water and subsequent drawing to a final size in mills of multiple drawing.

Примеры конкретного осуществления заявляемого способа.Examples of specific implementation of the proposed method.

Варианты технологических параметров, по которым по заявляемому способу осуществлялось изготовление высокопрочной проволоки больших диаметров из стали с содержанием углерода до 0,8% на заводе ОАО «ММК-МЕТИЗ», а также результаты исследований представлены в таблице 1.Variants of technological parameters, according to which, according to the claimed method, high-strength wire of large diameters was made of steel with a carbon content of up to 0.8% at the plant of OJSC MMK-METIZ, as well as the research results are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Технологические параметры изготовления высокопрочной проволоки диаметром 9-12 мм в производственных условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ»Technological parameters for the manufacture of high-strength wire with a diameter of 9-12 mm in the production environment of OJSC MMK-METIZ № п/пNo. p / p Диаметр катанки, ммDiameter of wire rod, mm Конечный диаметр проволоки, ммThe final diameter of the wire, mm Температура интенсивного охлаждения, °СIntensive cooling temperature, ° С Продолжительность интенсивного охлаждения, сIntensive cooling duration, s Механические свойства проволоки*Mechanical properties of the wire * ПримечаниеNote Временное сопротивление разрыву, σ_в, Н/мм² Temporary tensile strength, σ _in , N / mm ² Относительноеудлинение, δ,%Relative lengthening, δ,% 1one 15fifteen 9,69.6 530530 88 11001100 9,49,4 значительный разброс механических свойствsignificant variation in mechanical properties 22 15fifteen 9,69.6 550550 1010 14601460 7.57.5   33 15fifteen 9,69.6 550550 14fourteen 13801380 7,87.8 повышенная обрывность проволокиincreased wire breakage 4four 15fifteen 9,69.6 570570 1212 12301230 8,28.2   4four 15,515,5 9,89.8 550550 1212 14501450 7,57.5   55 15,515,5 9,89.8 550550 1717 13601360 7,97.9 повышенная обрывность проволокиincreased wire breakage 66 1616 9,99.9 570570 14fourteen 12001200 8,58.5 повышенная обрывность проволокиincreased wire breakage 77 1616 9,99.9 530530 1212 12001200 8,58.5 значительный разброс механических свойствsignificant variation in mechanical properties 88 1616 1212 550550 1010 13801380 7,87.8   прототипprototype   1one   2,52,5 520520 3,63.6 12101210     22   6,56.5 510510 2,82,8 11851185                     * - усредненное значение* - average value

Как видно из приведенных в таблице 1 данных, что в соответствии со способом по прототипу интенсивное охлаждение проводится при более низкой температуре в течении меньшего времени и на меньших диаметрах проволоки, при этом не достигается требуемое значение величины временного сопротивления разрыву. При увеличении температуры на малых диаметрах происходит сильный прогрев по сечению, что приведет к образованию мартенсита и соответственно к повышенной обрывности при волочении. При использовании таких режимов термообработки для больших диаметров не обеспечивается равномерный прогрев заготовки по сечению, не достигаются необходимые прочностные свойства готовой продукции.As can be seen from the data in table 1, that in accordance with the method of the prototype, intensive cooling is carried out at a lower temperature for less time and on smaller wire diameters, while the required value of the value of temporary tensile strength is not achieved. With an increase in temperature at small diameters, strong heating occurs over the cross section, which will lead to the formation of martensite and, accordingly, to increased breakage during drawing. When using such heat treatment modes for large diameters, uniform heating of the workpiece over the cross section is not provided, the necessary strength properties of the finished product are not achieved.

Выбранная совокупность признаков в соответствии с заявляемом техническим решением позволяет сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.The selected set of features in accordance with the claimed technical solution allows us to conclude that the claimed method is workable and eliminates the disadvantages that occur in the prototype.

Заявляемый способ может найти широкое применение при производстве высокопрочной проволоки диаметром 9-12 мм, обладающей повышенными прочностными свойствами, равномерно распределенными по сечению, и используемой для изготовления арматуры для железобетонных шпал.The inventive method can be widely used in the manufacture of high-strength wire with a diameter of 9-12 mm, with improved strength properties, uniformly distributed over the cross section, and used for the manufacture of reinforcement for reinforced concrete sleepers.

Claims (1)

Способ получения арматурной проволоки из высокоуглеродистой стали, включающий термическую обработку заготовки путем нагрева до температуры выше А_{С 3} выдержки при этой температуре до завершения процесса аустенитизации, интенсивного охлаждения с последующей выдержкой в течение регламентированного времени в зависимости от диаметра обрабатываемой заготовки, дальнейшего спокойного охлаждения и волочение на требуемый размер арматурной проволоки, отличающийся тем, что в качестве заготовки используют катанку диаметром 15-16 мм, которую в процессе термической обработки после аустенизации подвергают интенсивному охлаждению до температуры 550±10°С с последующей выдержкой в этом диапазоне температур в течение времени, определяемого по формуле:
Т=740/D·V,
где Т - время выдержки, с;
D - диаметр катанки, мм;
V - скорость перемещения катанки в процессе интенсивного охлаждения в охлаждающей среде, м/с;
740 - эмпирический коэффициент, установленный опытным путем. A method of obtaining a reinforcing wire of high carbon steel, including heat treatment of a workpiece by heating to a temperature above A _{C 3} exposure at this temperature until the austenitization process is completed, intensive cooling followed by holding for a regulated time depending on the diameter of the workpiece, further quiet cooling and drawing the required size of the reinforcing wire, characterized in that a wire rod with a diameter of 15-16 mm, which in otsesse after the austenitizing heat treatment was subjected to intensive cooling to a temperature of 550 ± 10 ° C followed by aging in this temperature range for a time determined by the formula:
T = 740 / D · V,
where T is the exposure time, s;
D is the diameter of the wire rod, mm;
V is the speed of movement of the wire rod in the process of intensive cooling in a cooling medium, m / s;
740 is an empirical coefficient established experimentally.