ISSN (print) 1995-2732
ISSN (online) 2412-9003

 

скачать

Аннотация

Актуальность: в статье рассмотрена научно-технологическая задача по особенностям образования структуры поверхностных слоев тонкой холоднодеформированной проволоки вследствие изменения характера деформации при изменении ее диаметра. Цель: исследования особенностей формирования микроструктуры в поверхностных слоях тонкой проволоки и установление закономерностей этого формирования. Определение возможности управления процессом структурообразования по сечению проволоки для обеспечения наилучшего комплекса механических и потребительских свойств. Методы исследования: в качестве материала исследования применяли тонкую латунированную проволоку диаметрами 1,75; 1,73; 1,574; 1,325; 1,113; 0,933 мм из стали марки 80 промышленного производства. Ис-следование проводилось с применением растрового электронного микроскопа (РЭМ) фирмы JEOL при увеличениях 2000, 5000 и 20000, измерение микротвердости проводили на микротвердомере DUH – 211S SHIMADZU. Результаты исследования: выявлена приповерхностная зона с наличием турбулентного характера образования структуры, связанной с наличием в этой зоне сдвиговых напряжений, формирующих наряду с основными сдвиговыми деформациями дополнительную ротационную моду деформации. Ориентировочно установлена глубина залегания от поверхности и протяженность по радиусу такого аномального слоя. Показано,что с увеличением степени холодной деформации возрастает степень как общего упрочнения металла, так и турбулизации поверхностного слоя.Это подтверждается динамикой изменения микротвердости в зависимости от степени деформации при волочении. Так, при малых степенях деформации распределение микротвердости по радиальному направлению от поверхности имеет нестабильный характер, с повышением степени деформации наблюдается отчетливый градиент поведения микротвердости с макси-мальным ее значением на поверхности в участках аномальной турбулизированной структуры, так как при волочении тонкой проволоки скорость деформации на поверхности выше, чем в объеме металла. С повышением степени деформации возрастает и интенсивность (скорость) роста твердости. Новые полученные знания можно использовать при определении предельной деформируемости катанки и проволоки при волочении с установлением комплекса структурных и качественных параметров тонкой проволоки.

Ключевые слова

Холодная деформация, проволока малых диаметров, сдвиговая деформация, поверхностный турбулизированный слой, прочностные свойства, микротвердость, РЭМ.

Сычков А.Б., Камалова Г.Я., Ефимова Ю.Ю., Гулин А.Е., Селиванов В.Н.

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия

Столяров А.Ю.

ООО «Специальные технологии», Магнитогорск, Россия

1. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Метал-лургия, 1971. 448 с.

2. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Ч. 2. М.: Машиностроение, 1974. 368 с.

3. Кулеша В.А. Производство микропроволоки. Магнитогорск: МГТУ, 1999. 114 с.

4. Терских С.А., Покачалов В.В., Терских Д.С. Особенности изготовления арматурной проволоки из сорбитизирован-ной катанки с учётом проявления масштабного эффекта // Обработка сплошных и сложных материалов: межвуз. сб. науч. тр. / под ред. проф. М.В. Чукина. Магнитогорск: МГТУ, 2008. С. 68–73.

5. Kazuki Hosoda. Effect of die semi-angle and multi-pass drawing on additional shear layer / Kazuki Hosoda, Motoo Asakawa, Satoshi Kajino, Y Maeda//Wire Journal. 2008, November. P. 68–73.

6. Столяров А.Ю., Харитонов В.А. Определение глубины слоя дополнительной сдвиговой деформации при волоче-нии тонкой проволоки // Сталь. 2012. № 12. С. 45–47.

7. Griffiths BJ. Mechanisms of White Layer Generation With Reference to Machining and Deformation Processes / BJ Griffiths // Transactions of the ASME. 1987. 530/Vol. 109. Р. 525–530.

8. Износ в парах трения как задача физической мезомехани-ки / Панин В.Е., А.В. Колубаев, А.И. Слосман и др. // Физи-ческая мезомеханика. 2000. Т. 3. №1. С. 67–74.

9. Тарасов С.Ю., Рубцов В.Е. Сдвиговая неустойчивость в подповерхностном слое материала при трении // Физика твёрдого тела. 2011. Т. 53. Вып. 2. С. 336–340.

10. Scale-dependent subsurface deformation of metallic materials in sliding / A Kolubaev, S Tarasov, O Sizova, E Kolubaev // Tribology International. 2010. V. 43. Р. 695–699.

11. Гольдштейн Р.В., Александров С.Е. Подход к предсказанию формирования микроструктуры материала вблизи поверхностей трения при развитых пластических деформациях // Физическая мезомеханика. 2014. Т. 17. № 5. С. 15–20.

12. Alexandrov S. Singular solutions in viscoplasticity under plane strain conditions / S. Alexandrov, Y Mustafa // Meccanica. 2013. V.48. P. 2203–2208.

13. Alexandrov S. Generation of a Fine Grain Layer in the Vicinity of Frictional Interfaces in Direct Extrusion of AZ31 Alloy/Sergei Alexandrov, Yeau-Ren Jeng, Yeong-Maw Hwang // Transactions of the ASME. 2015. Vol. 137 (Oct). P. 121003-1-9.

14. Alexandrov S. A numerical method for determining the strain rate intensity factor under plane strain conditions / Sergei Alexandrov, SY Kuo, YR Jeng// Continuum Mech. Thermodyn. 2016. 28. P.977–992.

15. Sanabria V. Microstructure Evolution of Friction Boundary Layer During Extrusion of AA 6060/V Sanabria, S Mueller, W Reimers // Procedia Eng. 2014. 81. Р. 586–591.

16. Парусов В.В., Сычков А.Б., Парусов Э.В. Теоретические и технологические основы производства высокоэффективных видов катанки. Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2012. 376 с.

17. Металлургические и металловедческие аспекты произ-водства высокоуглеродистой катанки / А.Б. Сычков, М.А. Жигарев, А.Ю. Столяров, М.А. Шекшеев, С.Ю. Жукова, С.О. Малашкин. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. 257 с.

18. Производство высокопрочной стальной арматуры для железобетонных шпал нового поколения / М.В. Чукин, А.Г. Корчунов, В.А. Бакшинов, М.П. Барышников, Г.С. Гун и др.; под общ. ред. М.В. Чукина. М., 2014.

19. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Молочкова О.С. Вли-яние химического состава, условий охлаждения при за-твердевании на структуру и свойства жароизносостойких комплекснолегированных железоуглеродистых сплавов // Технология металлов. 2013. №1. С. 10–14.

20. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Миронов О.А. Влияние химического состава на формирование структуры и свойств жароизносостойких чугунов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2007. №3. С. 44–47.

21. Брялин М.Ф., Колокольцев В.М., Гольцов А.С. Повышение эксплуатационных свойств отливок из жароизносостойких хромомарганцевых чугунов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Но-сова. 2007. №4. С. 22–25.

22. Формирование структуры и свойств ванадиевых чугунов при их затвердевании в различных формах / Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Емелюшин А.Н., Потапов М.Г. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2005. №4. С. 41–43.

23. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Молочков П.А. Струк-тура и износостойкость хромованадиевых чугунов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2004. №7. С. 25–28.