RU2806000C1 - Method for making rolled products for manufacture of high-strength rod fastening hardware products - Google Patents
Method for making rolled products for manufacture of high-strength rod fastening hardware products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806000C1 RU2806000C1 RU2023110046A RU2023110046A RU2806000C1 RU 2806000 C1 RU2806000 C1 RU 2806000C1 RU 2023110046 A RU2023110046 A RU 2023110046A RU 2023110046 A RU2023110046 A RU 2023110046A RU 2806000 C1 RU2806000 C1 RU 2806000C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- carried out
- furnace
- cooling
- rolled
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области изотермомеханической обработки сортового горячекатаного проката и может быть использовано при изготовлении из него высокопрочных крепежных стержневых изделий из конструкционных сталей перлитного класса для автомобилей, тракторной, сельскохозяйственной и специальной техники, которые удовлетворяют требованиям действующего межгосударственного стандарта ГОСТ ИСО 898-1:2014 «Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 1. Болты, винты и шпильки установленных классов прочности с крупным и мелким шагом резьбы».The invention relates to the field of isothermomechanical processing of long hot-rolled steel and can be used in the manufacture of high-strength fastening rod products from pearlitic structural steels for cars, tractors, agricultural and special equipment that meet the requirements of the current interstate standard GOST ISO 898-1:2014 " Mechanical properties of fasteners made of carbon and alloy steels. Part 1. Bolts, screws and studs of established strength classes with large and fine thread pitch.”
Крепежные стержневые метизные изделия, соответствующие классу прочности 9.8, которые изготавливаются из углеродистых, легированных и хромистых марок сталей, необходимо подвергать термической объемной закалки и термическому отпуску после их изготовления методом холодной штамповки на окончательном размере шага резьбы. Термическая обработка изготовленных изделий может привести к обезуглероживанию их поверхности, появлению деформационных трещин, короблению окончательно изготовленных стержневых крепежных изделий, и, как следствие, повышению их себестоимости и трудо- и энергоемкости технологического процесса изготовления метизов.Fastening rod hardware products corresponding to strength class 9.8, which are made from carbon, alloy and chromium steel grades, must be subjected to thermal volumetric hardening and thermal tempering after their manufacture by cold stamping at the final thread pitch size. Heat treatment of manufactured products can lead to decarbonization of their surface, the appearance of deformation cracks, warping of the final manufactured rod fasteners, and, as a consequence, an increase in their cost and the labor and energy intensity of the technological process for manufacturing hardware.
В качестве прототипа принят способ обработки горячекатаного проката под высадку болтов (патент на изобретение № 2486260, С21D8/06, опубл. 27.06.2013 г.).A method for processing hot-rolled steel for upsetting bolts (patent for invention No. 2486260, C21D8/06, published on June 27, 2013) was adopted as a prototype.
Способ обработки горячекатаного проката включает его отжиг при температуре 770-790ºС 3-4 ч, охлаждение с печью до 660-680ºС, выдержку 3-4 ч, далее охлаждение с печью до температуры окружающей среды, затем проводят первичное волочение и изотермическую обработку в течение 5 мин с последующим охлаждением на воздухе, после проводят вторичное калибрование. После нагрева и выдержки металлопроката в пространстве рабочей печи 3-4 часа продолжают его охлаждение вместе с печью до температуры окружающей среды, первичное волочение проводят со степенью обжатия 12-13%, а вторичное волочение – со степенью обжатия 7-8%, изотермическую обработку проводят путем патентирования при температуре 540-560ºС. Вышеуказанный способ подготовки проката для изготовления высокопрочных крепежных стержневых изделий имеет ряд недостатков. После выдержки проката в печи отжига 3-4 ч, охлаждение проката проводят вместе с печью до температуры окружающей среды, а это затягивает технологический процесс отжига. Полный отжиг горячекатаного проката в печи для получения в нём структуры зернистого перлита занимает достаточно продолжительное время. Первое волочение проводится на волочильном стане со степенями обжатия (12-13%), что не создает условия для формирования необходимых механических свойств в обрабатываемом прокате, которые требуются для получения высокопрочного крепежа класса прочности 9.8. Изотермическая подготовка калиброванного проката после первого волочения проводится патентированием при достаточно высоких значениях температур от 540ºС до 560ºС. Данный способ подготовки горячекатаного проката рекомендуется использовать только для подготовки из него крепежных изделий методом холодной объемной штамповкой класса прочности не выше 8.8 (σв ≥ 800 МПа).The method of processing hot-rolled steel includes its annealing at a temperature of 770-790ºC for 3-4 hours, cooling with a furnace to 660-680ºC, holding for 3-4 hours, then cooling with a furnace to ambient temperature, then primary drawing and isothermal treatment are carried out for 5 min followed by cooling in air, after which secondary calibration is carried out. After heating and holding the rolled metal in the space of the working furnace for 3-4 hours, it is continued to be cooled together with the furnace to ambient temperature, primary drawing is carried out with a reduction degree of 12-13%, and secondary drawing is carried out with a reduction degree of 7-8%, isothermal processing is carried out by patenting at a temperature of 540-560ºС. The above method of preparing rolled products for the manufacture of high-strength fastening rod products has a number of disadvantages. After holding the rolled product in the annealing furnace for 3-4 hours, the rolled product is cooled together with the furnace to ambient temperature, and this delays the annealing process. Complete annealing of hot-rolled steel in a furnace to obtain a granular pearlite structure takes quite a long time. The first drawing is carried out on a drawing mill with reduction rates (12-13%), which does not create conditions for the formation of the necessary mechanical properties in the processed steel, which are required to obtain high-strength fasteners of strength class 9.8. Isothermal preparation of calibrated rolled products after the first drawing is carried out by patenting at fairly high temperatures from 540ºС to 560ºС. This method of preparing hot-rolled steel is recommended to be used only for preparing fasteners from it using the cold die forging method of strength class no higher than 8.8 (σ in ≥ 800 MPa).
Предлагаемым изобретением решается задача создания способа изготовления стержневых высокопрочных крепежных изделий для класса прочности 9.8 сокращением продолжительности термического отжига металлопроката на структуру зернистый перлит и без термической объемной закалки и термического отпуска после окончательного изготовления их методом холодной объемной штамповки с последующей накаткой резьбы на готовом размере изделий.The proposed invention solves the problem of creating a method for manufacturing rod-based high-strength fasteners for strength class 9.8 by reducing the duration of thermal annealing of rolled metal on a granular pearlite structure and without thermal volumetric hardening and thermal tempering after their final production by cold volumetric stamping with subsequent rolling of threads on the finished size of the products.
Технический результат предлагаемого изобретения - получение необходимых прочностных и пластических свойств калиброванного проката, удовлетворяющих требования ГОСТ 10702-2016 «Прокат сортовой из конструкционной нелегированной и легированной стали для холодной штамповки. Общие технические условия» за счет подготовки равномерной по всей площади поперечного сечения и длине мотка проката мелкодисперсной структуры пластинчатого сорбита. The technical result of the proposed invention is to obtain the necessary strength and plastic properties of calibrated rolled products that meet the requirements of GOST 10702-2016 “Rolled bars made of structural unalloyed and alloyed steel for cold stamping. General technical conditions" due to the preparation of a finely dispersed structure of lamellar sorbitol, uniform over the entire cross-sectional area and length of the rolled coil.
Технический результат достигается тем, что в способе подготовки горячекатаного проката для изготовления высокопрочных стержневых крепежных метизных изделий, включающем его отжиг в печи в течение 3-4 ч, охлаждение с печью и выдержка 3-4 ч, охлаждение металлопроката на воздухе до температуры охлаждающей среды, первичное волочение, изотермическую обработку патентированием, вторичное волочение, отжиг проводят при температуре 760-780°С, после выдержки в печи проводят охлаждение с печью до температуры 650-670°С, перед охлаждением на воздухе проводят охлаждение с печью до температуры 170-180°С с выдержкой 2,5-3 ч, первичное волочение осуществляют со степенью 18-21%, вторичное – со степенью 5-6%, а изотермическую обработку патентированием ведут при температуре 425°С.The technical result is achieved by the fact that in the method of preparing hot-rolled steel for the manufacture of high-strength rod fastening hardware products, including its annealing in a furnace for 3-4 hours, cooling with the furnace and holding for 3-4 hours, cooling the rolled metal in air to the temperature of the cooling medium, primary drawing, isothermal processing by patenting, secondary drawing, annealing is carried out at a temperature of 760-780°C, after exposure in the furnace, cooling with the furnace is carried out to a temperature of 650-670°C, before cooling in air, cooling with the furnace is carried out to a temperature of 170-180° With a holding time of 2.5-3 hours, primary drawing is carried out with a degree of 18-21%, secondary - with a degree of 5-6%, and isothermal processing by patenting is carried out at a temperature of 425°C.
В предлагаемом способе подготовки проката для изготовления высокопрочных стержневых крепежных метизных изделий обеспечивается снижение времени выдержки и изменением температур при нагреве и охлаждении с печью, предлагаются допустимые температуры изотермической обработки патентированием и используются необходимые и достаточные степени обжатия при первичном и вторичном волочении горячекатаного и калиброванного проката на волочильном оборудовании. Предлагаемые технологические операции обеспечивают снижение вероятности образование трещин и обезуглероживания поверхности, а также получение равномерной микроструктуры по всей длине проката. Кроме того, исключается проявление дефекта «апельсиновая корка» на поверхности готовых стержневых метизных изделий. Исключение данных дефектов готовой продукции позволяет снизить их себестоимость и обеспечить уменьшение отбраковки и сортировки готовых изделий. The proposed method of preparing rolled products for the manufacture of high-strength rod fastening hardware products ensures a reduction in holding time and temperature changes during heating and cooling with a furnace, suggests permissible temperatures for isothermal processing by patenting, and uses necessary and sufficient degrees of reduction during primary and secondary drawing of hot-rolled and calibrated rolled products on a drawing machine. equipment. The proposed technological operations ensure a reduction in the likelihood of crack formation and surface decarburization, as well as obtaining a uniform microstructure along the entire length of the rolled product. In addition, the appearance of the “orange peel” defect on the surface of finished rod hardware products is eliminated. Eliminating these defects in finished products allows us to reduce their cost and ensure a reduction in rejection and sorting of finished products.
Данный технический результат изобретения достигается тем, что в способе подготовки горячекатаного проката для изготовления метизных изделий, включающем его отжиг при температуре 760-780°С в течение 4-3 ч, охлаждение с печью до 650-670°С, выдержка в печи 3-4 ч; после выдержки в печи 3-4 ч перед охлаждением на воздухе проводят дополнительное охлаждение с печью до температуры 170-180°С, выдерживают с печью 2,5-3 ч; первичное волочение осуществляют со степенью 18-21%, вторичное волочение - со степенью 5-6%, при этом изотермическую обработку патентированием ведут при температуре 425°С.This technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of preparing hot-rolled steel for the manufacture of hardware products, including its annealing at a temperature of 760-780°C for 4-3 hours, cooling with a furnace to 650-670°C, holding in the furnace for 3- 4 hours; after holding in the oven for 3-4 hours, before cooling in air, additional cooling is carried out with the oven to a temperature of 170-180°C, kept in the oven for 2.5-3 hours; Primary drawing is carried out with a degree of 18-21%, secondary drawing - with a degree of 5-6%, while isothermal processing by patenting is carried out at a temperature of 425°C.
Отжиг позволяет структуру горячекатаного проката «перлит + феррит» перевести в структуру «зернистый перлит», при этом повышается пластичность металла, снижается неоднородность микроструктуры и появляется возможность проводить первичное волочение горячекатаного проката со степенью обжатия 18-21%. Охлаждение с печью до 170-180°С, выдержка с печью 2,5-3 ч и далее на открытом воздухе до температуры окружающей среды способствует образованию равномерной по площади поперечного сечения структуры «зернистый перлит». При этом сокращается продолжительность отжига в печи и исключается образование поверхностных упрочнений на поверхности проката.Annealing allows the “pearlite + ferrite” structure of hot-rolled steel to be converted into a “granular pearlite” structure, while the plasticity of the metal increases, the heterogeneity of the microstructure decreases and it becomes possible to carry out primary drawing of hot-rolled steel with a reduction degree of 18-21%. Cooling with the furnace to 170-180°C, holding with the furnace for 2.5-3 hours and then in the open air to ambient temperature promotes the formation of a “granular perlite” structure that is uniform in cross-sectional area. This reduces the duration of annealing in the furnace and eliminates the formation of surface hardening on the surface of the rolled product.
Первичное волочение с предлагаемыми степенями обжатия горячекатаного проката, позволяет получать необходимые механические характеристики калиброванного проката, снизить неравномерность деформации, исключает вероятность появления дефекта «апельсиновая корка» и обеспечивает исключение эллипсоидности на промежуточном геометрическом размере (диаметре) сечения проката и длине мотка.Primary drawing with the proposed degrees of reduction of hot-rolled steel makes it possible to obtain the necessary mechanical characteristics of calibrated rolled steel, reduce uneven deformation, eliminates the possibility of the appearance of an “orange peel” defect and ensures the elimination of ellipsoidality at the intermediate geometric size (diameter) of the rolled section and the length of the coil.
Изотермическая обработка патентированием позволяет получить микроструктуру проката, представляющую собой равномерно распределенную по поперечному сечению и по всей длине мотка проката микроструктуру мелкодисперсного пластинчатого сорбита. Предлагаемая технологическая процедура обеспечивает механические свойства, которые позволяют использовать повторное волочение проката.Isothermal processing by patenting makes it possible to obtain a rolled microstructure, which is a microstructure of fine lamellar sorbitol uniformly distributed over the cross section and along the entire length of the rolled coil. The proposed technological procedure provides mechanical properties that allow the use of repeated drawing of rolled products.
Вторичное волочение обеспечивает получение требуемого геометрического размера по диаметру проката под холодную объемную штамповку при необходимых и достаточных пластических и прочностных характеристиках. Режимы обоснованы экспериментально.Secondary drawing ensures obtaining the required geometric size along the diameter of rolled products for cold die forging with the necessary and sufficient plastic and strength characteristics. The modes are justified experimentally.
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Проводят отжиг горячекатаного проката при температуре 760-780°С в течение 3-4 ч, охлаждают с печью до 650-670°С, выдерживают с печью в течение 3-4 ч, охлаждают с печью до 170-180°С, выдерживают с печью 2,5-3 ч и далее охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды; затем на волочильном стане проводят первичное волочение со степенями обжатия 18-21%, а после первичного волочения проводят изотермическую обработку патентированием при температуре нагрева (аустенизация) проката 880°С в течение 4,0 мин (240 сек), выдержке в ванне со свинцом, нагретым до температуры 425°С в течение 3,5 мин (210 с), далее охлаждение на открытом воздухе. Затем на волочильном стане проводят вторичное волочение со степенью обжатия 5-6%. После проведения вторичного волочения калиброванный прокат используется для изготовления метизов способом холодной объемной штамповки.Hot-rolled steel is annealed at a temperature of 760-780°C for 3-4 hours, cooled with a furnace to 650-670°C, kept in the furnace for 3-4 hours, cooled with a furnace to 170-180°C, kept with oven for 2.5-3 hours and then cooled in air to ambient temperature; then, on a drawing mill, primary drawing is carried out with a reduction degree of 18-21%, and after the primary drawing, isothermal processing is carried out by patenting at a heating temperature (austenization) of the rolled product of 880 ° C for 4.0 minutes (240 sec), holding in a bath with lead, heated to a temperature of 425°C for 3.5 minutes (210 s), then cooled in the open air. Then secondary drawing is carried out on the drawing mill with a reduction degree of 5-6%. After secondary drawing, calibrated rolled products are used for the manufacture of hardware using the cold die forging method.
Пример осуществления способа.An example of the method.
Применяли горячекатаный прокат - конструкционную сталь перлитного класса марки 40Х для изготовления холодной объемной штамповкой стержневых длинномерных ботов класса прочности 9.8 по требованиям ГОСТ ИСО 898-1:2014 «Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 1. Болты, винты и шпильки установленных классов прочности с крупным и мелким шагом резьбы» с диаметром резьбы М8, М10 и М12 без последующей их объемной закалки и отпуска. Химический состав стали марки 40Х соответствовал ГОСТ 10702-2016. We used hot-rolled steel - structural steel of pearlitic class 40X grade for the production of long-length rod bots of strength class 9.8 by cold stamping in accordance with the requirements of GOST ISO 898-1:2014 “Mechanical properties of fasteners made of carbon and alloy steels.” Part 1. Bolts, screws and studs of established strength classes with large and fine thread pitches with thread diameters M8, M10 and M12 without subsequent volumetric hardening and tempering. The chemical composition of grade 40X steel complied with GOST 10702-2016.
Отжиг одного мотка горячекатаного проката проводили нагревом при температуре 770ºС в течение 3,5 ч, охлаждали с печью до температуры 660ºС, выдерживали с печью 3,5 ч, затем охлаждали с печью до 175ºС, выдерживали с печью 2,7 ч и далее охлаждали на открытом воздухе до температуры окружающей среды помещения. Затем осуществляли первичное волочение в волоке на волочильном стане со степенью обжатия 19%. Нагрев калиброванного проката производили при температуре 880°С в течение 4,0 мин (240 с). Изотермическую обработку проката осуществляли патентированием в ванне со свинцом, нагретым до температуры 425°С, в течение 3,5 мин (210 с), затем охлаждали на воздухе. После изотермической обработки патентированием проводили повторное волочение на волочильном стане со степенью обжатия 6%. Annealing of one coil of hot-rolled steel was carried out by heating at a temperature of 770ºC for 3.5 hours, cooled in a furnace to a temperature of 660ºC, kept in the furnace for 3.5 hours, then cooled in the furnace to 175ºC, kept in the furnace for 2.7 hours and then cooled to outdoors to room ambient temperature. Then primary drawing was carried out in the die on a drawing mill with a reduction degree of 19%. The calibrated rolled products were heated at a temperature of 880°C for 4.0 minutes (240 s). Isothermal processing of rolled products was carried out by patenting in a bath of lead heated to a temperature of 425°C for 3.5 minutes (210 s), then cooled in air. After isothermal treatment by patenting, repeated drawing was carried out on a drawing mill with a reduction degree of 6%.
В других примерах меняли температуру отжига горячекатаного проката (740,750, 760;770; 780; 790 и 800°С) при средних значениях степеней обжатия, выдержке с печью, времени нагрева в печи перед изотермической обработкой и режима изотермической обработки патентированием. Оптимальной была принята температура отжига в печи 760-780°С. In other examples, the annealing temperature of hot-rolled steel was changed (740,750, 760; 770; 780; 790 and 800°C) at average values of the degree of reduction, holding with the furnace, heating time in the furnace before isothermal treatment and the mode of isothermal treatment by patenting. The optimal annealing temperature in the furnace was 760-780°C.
При уменьшении температуры отжига (740ºС) структура проката «перлит + феррит» имеет составляющие: менее 70% «зернистый перлит» и более 20% «пластинчатый перлит». При увеличении температуры отжига (790°С и более) увеличивается размер зёрен микроструктуры, что может способствовать снижению прочностных и увеличению пластических характеристик горячекатаного проката.When the annealing temperature decreases (740ºС), the structure of rolled products “pearlite + ferrite” has the following components: less than 70% “granular pearlite” and more than 20% “lamellar pearlite”. With increasing annealing temperature (790°C or more), the grain size of the microstructure increases, which can contribute to a decrease in the strength and increase in the plastic characteristics of hot-rolled steel.
Охлаждение с печью до температуры 650-670°С выбрано с учетом того, что при медленном охлаждении при температуре 650°С окончательно формируется микроструктура «зернистый перлит», а при температуре более 690°С её положение неустойчиво. Cooling with a furnace to a temperature of 650-670°C was chosen taking into account the fact that with slow cooling at a temperature of 650°C, the “granular perlite” microstructure is finally formed, and at temperatures above 690°C its position is unstable.
Выдержка при отжиге 3-4 ч достаточна, т.к. при выдержке менее 3 ч мотки металла в печи прогревается неравномерно и структурные превращения в металле не успевают равномерно произойти по всей длине мотка, а это является причиной появления неравномерных механических характеристик. Выдержка в печи 4 ч и более приводит к увеличенным энергетическим затратам, затягивает технологический процесс отжига и способствует появлению обезуглероженного слоя на поверхности горячекатаного проката.An annealing time of 3-4 hours is sufficient, because When held for less than 3 hours, coils of metal in the furnace are heated unevenly and structural transformations in the metal do not have time to occur evenly along the entire length of the coil, and this is the reason for the appearance of uneven mechanical characteristics. Holding in a furnace for 4 hours or more leads to increased energy costs, delays the annealing process and contributes to the appearance of a decarbonized layer on the surface of hot-rolled steel.
Охлаждение с печью до 170-180°С, выдержка с печью 2,5-3 ч и далее охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды помещения способствует образованию равномерной микроструктуры «зернистый перлит» по поперечному сечению мотка, позволяет избежать упрочнений на поверхности металла и ускоряет технологический процесс отжига. При увеличении температуры выдержки охлаждения с печью (220°С и более) увеличивается вероятность получения обезуглероженного слоя на поверхности проката и повышенных прочностных характеристик. При снижении температуры выдержки охлаждения с печью (150°С и менее) увеличивается время отжига горячекатаного проката.Cooling with a furnace to 170-180°C, holding with a furnace for 2.5-3 hours and then cooling in air to the ambient temperature of the room promotes the formation of a uniform microstructure “granular perlite” across the cross section of the skein, avoids hardening on the metal surface and accelerates technological annealing process. As the cooling holding temperature with the furnace increases (220°C or more), the likelihood of obtaining a decarbonized layer on the surface of the rolled product and increased strength characteristics increases. When the cooling holding temperature with the furnace decreases (150°C or less), the annealing time of hot-rolled steel increases.
Меняли степень обжатия проката при первичном волочении (16, 17. 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24%) при средних значениях температуры отжига, выдержке металла в печи, охлаждения с печью, время нагрева в печи, изотермического режима патентирования, степени обжатия при повторном волочении. Оптимальной была выявлена степень обжатия проката от 18 до 21%.The degree of rolling reduction during primary drawing was changed (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 and 24%) at average values of annealing temperature, holding the metal in the furnace, cooling with the furnace, heating time in the furnace, isothermal patenting mode , degree of compression during repeated drawing. The optimal degree of rolling reduction was found to be from 18 to 21%.
При уменьшении степени обжатия проката выявляется занижение прочностных характеристик по поперечному сечению проката, что может не обеспечить механические свойства готовых длинномерных изделиях класса прочности 9.8 и существует вероятность появления дефекта «апельсиновая корка» при последующем волочении проката.With a decrease in the degree of compression of rolled products, an underestimation of the strength characteristics along the cross section of rolled products is revealed, which may not provide the mechanical properties of finished long products of strength class 9.8 and there is a possibility of the appearance of an “orange peel” defect during subsequent drawing of rolled products.
При увеличении степени обжатия повышаются прочностные и снижаются пластические характеристики, что может привести к увеличению нагрузки и преждевременному износу инструмента.As the degree of compression increases, the strength increases and the plastic characteristics decrease, which can lead to an increase in load and premature wear of the tool.
Меняли время нагрева проката в печи с при температуре аустенизации 880°С (2,0 мин (120 с); 4,0 мин (240 с); 6,0 мин (360 с) при средних значениях степеней обжатия, выдержки с печью, охлаждения с печью и изотермического режима патентирования. Необходимым временем нагрева в печи было принято время нагрева 4,0 мин (240 с).We changed the heating time of the rolled products in the furnace with at an austenitization temperature of 880°C (2.0 min (120 s); 4.0 min (240 s); 6.0 min (360 s) at average values of the degree of reduction, holding with the furnace, cooling with a furnace and an isothermal patenting mode.The required heating time in the furnace was taken to be a heating time of 4.0 minutes (240 s).
При уменьшении времени нагрева 2,0 мин (120 с) в структуре проката стали марки 40Х не обеспечивалась полная гомогенизация аустенита.When the heating time was reduced to 2.0 min (120 s), complete homogenization of austenite was not ensured in the structure of rolled steel grade 40X.
При увеличении времени нагрева 6,0 мин (360 с) снижались прочностные и повышались пластические характеристики.As the heating time increased to 6.0 min (360 s), the strength characteristics decreased and the plastic characteristics increased.
Меняли температуру при изотермической обработке патентированием (400°С и 460°С) при средних значениях температуры отжига, выдержки и охлаждения с печью, степени обжатия при первичном волочении, времени нагрева в печи, степени обжатия при вторичном волочении. Оптимальной температурой была принята температура изотермической обработки патентированием 425°С.The temperature was changed during isothermal processing by patenting (400°C and 460°C) at average temperatures of annealing, holding and cooling with the furnace, the degree of reduction during primary drawing, the heating time in the furnace, and the degree of reduction during secondary drawing. The optimal temperature was taken to be the temperature of isothermal treatment by patenting 425°C.
При увеличении температуры изотермической обработки патентированием (480°С) в течение 4,0 мин (240 с) образуется микроструктура «сорбита патентирования», которая имеет высокие прочностные характеристики и соответствуют требованиям класса прочности 10.9 и выше. By increasing the temperature of isothermal patenting treatment (480°C) for 4.0 minutes (240 s), a “patenting sorbitol” microstructure is formed, which has high strength characteristics and meets the requirements of strength class 10.9 and higher.
При уменьшении температуры изотермической обработки патентированием (400°С) в течение 4,0 мин (240 с) получили структуру «сорбит патентирования». Полученная микроструктура проката имеет высокие прочностные свойства и соответствует требованиям класса прочности 10.9.By decreasing the temperature of the isothermal patenting treatment (400°C) for 4.0 min (240 s), the “patenting sorbitol” structure was obtained. The resulting rolled microstructure has high strength properties and meets the requirements of strength class 10.9.
Меняли степень обжатия проката при вторичном волочении (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,%) при средних значениях температуры отжига на «зернистый перлит», выдержки и охлаждения с печью, времени нагрева в печи, режима изотермической обработки патентированием, степени обжатия при первичном волочении. Оптимальной была принята степень обжатия проката при вторичном волочении от 5 до 6%.The degree of reduction of rolled products during secondary drawing was changed (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.%) at average values of annealing temperature for “granular pearlite”, holding and cooling with the furnace, heating time in the furnace, isothermal mode patenting processing, degree of compression during primary drawing. The optimal degree of reduction of rolled products during secondary drawing was taken to be from 5 to 6%.
При уменьшении степени обжатия проката (4% и менее) получили низкие прочностные характеристики калиброванного проката.With a decrease in the degree of compression of rolled products (4% or less), low strength characteristics of calibrated rolled products were obtained.
С ростом степени обжатия (более 9%) увеличиваются прочностные свойства, а пластические характеристики проката - снижаются.With an increase in the degree of compression (more than 9%), the strength properties increase, and the plastic characteristics of rolled products decrease.
Повторяли эксперименты на горячекатаном прокате стали марки 38ХА с химическим составом по ГОСТ 10702-2016. После проведения испытаний получили идентичные результаты.The experiments were repeated on hot-rolled steel grade 38ХА with a chemical composition in accordance with GOST 10702-2016. After testing, identical results were obtained.
Повторяли эксперименты на горячекатаном прокате стали марки 35Х с химическим составом по ГОСТ 10702-2016 (селект по углероду от 0,36-0,39%). После проведения испытаний получили идентичные результаты.The experiments were repeated on hot-rolled steel grade 35X with a chemical composition in accordance with GOST 10702-2016 (carbon selectivity from 0.36-0.39%). After testing, identical results were obtained.
Травление образцов проката проводили в 4% растворе азотной кислоты в этиловом спирте. Твердость образцов проката определяли на приборе Роквелла по шкале С на параллельно шлифованных лысках; механические характеристики измеряли на разрывной машине ЦДМ-100, шкала 20 кг; микроструктуру образцов проката определяли на поперечных микрошлифах с использованием микроскопа «Неофот-21» при увеличении х500. Pickling of rolled samples was carried out in a 4% solution of nitric acid in ethyl alcohol. The hardness of rolled samples was determined using a Rockwell instrument on a C scale on parallel ground flats; mechanical characteristics were measured on a TsDM-100 tensile testing machine, scale 20 kg; The microstructure of rolled samples was determined on transverse microsections using a Neofot-21 microscope at a magnification of x500.
Проведенный анализ аналогичных марок сталей показал, что предлагаемое решение соответствует критерию «новизна», полученный технический результат, достигаемый и совокупность существенных признаков, свидетельствует о соответствии критерию «изобретательский уровень», а проведенные испытания в производственных условиях подтверждают промышленную применимость. The analysis of similar steel grades showed that the proposed solution meets the criterion of “novelty”, the technical result achieved, the set of essential features, indicates compliance with the criterion of “inventive step”, and the tests carried out in production conditions confirm industrial applicability.
Результаты характеристик проката по предложенной технологии и прототипу приведены в таблице 1.The results of the characteristics of rolled products using the proposed technology and prototype are shown in Table 1.
Таблица 1Table 1
Механические характеристики проката по предложенной технологии и прототипуMechanical characteristics of rolled products using the proposed technology and prototype
и размер прокатаCharacteristics
and rental size
МПаσ in ,
MPa
МПаσ t ,
MPa
%Ψ,
%
%δ,
%
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2806000C1 true RU2806000C1 (en) | 2023-10-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486260C1 (en) * | 2012-06-18 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method for processing of hot-rolled products |
| RU2689349C1 (en) * | 2018-06-29 | 2019-05-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method for preparation of hot-rolled products for production of fasteners |
| US10316386B2 (en) * | 2014-02-11 | 2019-06-11 | Institute of Research of Iron and Steel, Jiangsu Province/Sha-Steel, Co. Ltd. | High-carbon steel wire rod and preparation method therefor |
| RU2728153C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" | Method for preparation of hot-rolled products for production of high-strength fastening rod products |
| CN109652627B (en) * | 2019-01-16 | 2020-09-15 | 天长市润源金属制品有限公司 | Annealing processing technology for producing high-performance metal wire |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486260C1 (en) * | 2012-06-18 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method for processing of hot-rolled products |
| US10316386B2 (en) * | 2014-02-11 | 2019-06-11 | Institute of Research of Iron and Steel, Jiangsu Province/Sha-Steel, Co. Ltd. | High-carbon steel wire rod and preparation method therefor |
| RU2689349C1 (en) * | 2018-06-29 | 2019-05-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method for preparation of hot-rolled products for production of fasteners |
| CN109652627B (en) * | 2019-01-16 | 2020-09-15 | 天长市润源金属制品有限公司 | Annealing processing technology for producing high-performance metal wire |
| RU2728153C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" | Method for preparation of hot-rolled products for production of high-strength fastening rod products |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЗИНОВ Д.Ю. и др. Рациональная подготовка проката под высадку автомобильных болтов, ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ, Нижний Новгород, Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2022, N 2(24), стр. 4-8. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2688092C2 (en) | Method of making a high-strength steel article and a steel article obtained in such a way | |
| CA2931047C (en) | Steel wire for bolts, bolt, and methods for manufacturing same | |
| US20030075250A1 (en) | Bar or wire product for use in cold forging and method for producing the same | |
| RU2553321C1 (en) | Method of preparation of calibrated rolled product for fabrication of hardware fasteners | |
| US11401569B2 (en) | High-strength cold-rolled steel sheet and method for manufacturing same | |
| US20180147614A1 (en) | Press hardened steel with increased toughness and method for production | |
| CN105102659B (en) | Nitrogen treatment steel plate and its manufacture method | |
| JPH10219392A (en) | Parts for induction hardening and production thereof | |
| WO2020165116A1 (en) | Method for producing a sheet steel component | |
| RU2486260C1 (en) | Method for processing of hot-rolled products | |
| RU2434949C1 (en) | Procedure for treatment of hot rolled metal for cold die forging of fasteners | |
| RU2728153C1 (en) | Method for preparation of hot-rolled products for production of high-strength fastening rod products | |
| RU2350662C1 (en) | Method for production of sheets | |
| RU2612101C1 (en) | Method of hot-rolled stock preparation for production of hardware fasteners | |
| RU2806000C1 (en) | Method for making rolled products for manufacture of high-strength rod fastening hardware products | |
| RU2689349C1 (en) | Method for preparation of hot-rolled products for production of fasteners | |
| CN110317934B (en) | Heat treatment process for improving uniformity of H13 steel annealing structure | |
| RU2749815C1 (en) | Method for obtaining hardened workpieces of fasteners made of stainless austenitic steel | |
| Kuzmin et al. | Optimization of perlite steels mechanical properties for car fasteners stamping | |
| RU2532600C1 (en) | Strengthening method of fasteners from low-carbon steel | |
| RU2366728C1 (en) | Method of production of plate iron out of austenite non magnetic steel | |
| Pachurin et al. | Rolled stock structure preparation for cold forging of pearlite steel grades | |
| RU2762283C1 (en) | Method for preparing hot-rolled steel in the manufacture of automotive fasteners by cold die forging | |
| WO2020165114A1 (en) | Method for producing a sheet steel component | |
| Pachurin et al. | Environmentally friendly and resource saving treatment of rolled products made of pearlitic steel prior to metalware upsetting |