Оценка эффективности способов волочения с кручением при изготовлении углеродистой проволоки с УМЗ-структурой

Получена: 01 февраля 2016; Исправлена: 26 марта 2016; Принята: 29 марта 2016
Цитирование: В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Оценка эффективности способов волочения с кручением при изготовлении углеродистой проволоки с УМЗ-структурой. Письма о материалах. 2016. Т.6. №2. С.116-121
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2016-2-116-121

Аннотация

Рассмотрены способы, позволяющие получать проволоку с ульрамелкозернистой структурой волочением с применением деформации кручения. Показано, что волочением во вращающихся монолитных волоках удается изменить коэффициент трения, что приводит к снижению усилия волочения и перераспределению напряжений в проволоке. Однако, этого недостаточно для измельчения структуры. Поэтому был предложен способ радиально-сдвиговой протяжки, который создает в очаге деформации мощную сдвиговую деформацию, что приводит к повышению накопленной степени деформации. Деформация осуществляется с помощью кассеты радиально-сдвиговой протяжки, которая устанавливается за мыльницей на место волокодержателя, что позволяет ее устанавливать в действующее волочильное оборудование. В статье приведены результаты моделирования в программном комплексе Deform 3d при совмещении по маршруту радиально-сдвиговой протяжки и протяжки через монолитные волоки. Показано, что кручение эффективно увеличивает накопленную степень деформации, особенно если кручение осуществлять реверсивно. При этом, при протяжке через радиально-сдвиговую кассету в проволоке повышается накопленная степень деформации, а при протяжке через монолитную волоку – получаем проволоку с высокой точностью размеров. Кроме того, был проведен лабораторный эксперимент. Проволока из стали марки Ст3 была протянута с диаметра 6,69 мм на диаметр 6,00 за один проход через кассету радиально-сдвиговой протяжки, при этом средний предел прочности составил 718 МПа, а средний предел текучести 701 МПа. Кручение при волочении через кассету радиально-сдвиговой протяжки дает прирост предела прочности на 83 МПа, а предела текучести на 121 МПа за один проход по сравнению с монолитной волокой.

Ссылки (22)

1. M.A. Polyakova, A.E. Gulin, O.A. Nikitenko, D.V. Konstantinov, M.S. Zherebtsov. Steel №5, 2014. p. 93-96. (in Russian) [М.А. Полякова, А.Е. Гулин, О.А. Никитенко, Д.В. Константинов, М.С. Жеребцов. Сталь №5, 2014. С. 93-96].
2. F. Utyashev. Modern methods of intensive plastic deformation. Textbook. Study guide. Ufa, UGATU. (2008) 313 p. (in Russian) [Ф.З. Утяшев. Современные методы интенсивной пластической деформации. Учебное пособие. Уфа, УГАТУ. 2008. 313 с].
3. F. Utyashev. Forging and stamping. Material working by pressure. 2011. №5. p.33-39. (in Russian) [Ф.З. Утяшев. Кузнечно-штамповое производство. Обработка металлов давлением. 2011. №5. С.33-39.].
4. V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Processing of solid and laminate materials № 1 (42) July 2015 p. 50-61. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Обработка сплошных и слоистых материалов № 1 (42) июль 2015. С. 50-61.].
5. Patent USSR № 372002, 01.03.1973. (in Russian) [А.с. СССР № 372002, 01.03.1973].
6. Patent USSR № 539630, 25.12.1976. (in Russian) [А.с. СССР № 539630, 25.12.1976].
7. Patent USSR № 663462, 25.05.1979. (in Russian) [А.с. СССР № 663462, 25.05.1979].
8. Patent USSR № 1243860, 15.07.1986. (in Russian) [А.с. СССР № 1243860, 15.07.1986].
9. Patent USSR № 2043799, 20.09.1995. (in Russian) [А.с. СССР 2043799, 20.09.1995].
10. Y. Loginov. Forging and stamping. Material working by pressure. 2014 №6. p.39-41. (in Russian) [Ю.Н. Логинов. Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением 2014 №6. С.39-41.].
11. Y. Loginov. Interactive IV International scientific-practical conference «Innovations in materials science and metallurgy». Ekaterinburg. (2015). p. 234-238. (in Russian) [Ю.Н. Логинов. IV Международная интерактивная научно-практическая конференция “Инновации в материаловедении и металлургии”. - Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. - С. 234-238.].
12. V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Modeling and development of metal forming processes: Intern. Collection of Scient. Articls. Ed. V.M. Salganik. Magnitogorsk: MSTU named after G.I. Nosov, 2012, pp. 82-88. (in Russian) [ В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: междунар. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Салганика. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. Вып. 21. С. 82-88.].
13. V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Processing of solid and laminate materials № 2 (43) November 2015 p. 38-43. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Обработка сплошных и слоистых материалов №2 (43) ноябрь 2015, с. 38-43.].
14. A. Raab, M. Chukin. Actual problems of physical metallurgy of steels and alloys: materials XXI Ural metallurgists school. Magnitogorsk: Publishing house of Nosov Magnitogorsk state technical university 2012. p. 20-21. (in Russian) [А.Г. Рааб, М.В. Чукин. Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов: материалы XXI Уральской школы металловедов-термистов. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова. 2012. С.20-21.].
15. Patent RF №2347632, 27.02.2009. (in Russian) [Патент РФ №2347632, 27.02.2009].
16. I.N. Potapov, P.I. Polukhin, E.A. Kharitonov, S.P. Galkin. Theory and technology of metals: and energy-efficient metal forming processes. Moscow. MISiS. 1986. p. 72-78. (in Russian) [И.Н. Потапов, П.И. Полухин, Е.А. Харитонов, С.П. Галкин. Теория и технология металло- и энергосберегающих процессов обработки металлов давлением. Сб. научн. трудов МИСиС, М., Металлургия, 1986, С.72-78.].
17. S.P. Galkin, B.A. Romancev. Engineering practice. №9, 2014. p.58-61 (in Russian) [С.П. Галкин, Б.А. Романцев. Инженерная практика №9, 2014. С.58-61.].
18. M.Yu. Usanov. Modeling and development of metal forming processes: Intern. Collection of Scient.Articls. Ed. V.M. Salganik. Magnitogorsk: MSTU named after G.I. Nosov, 2012, p. 80-85. (in Russian) [М.Ю. Усанов. Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: междунар. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Салганика. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И.Носова, 2012. С. 80-85.].
19. V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Physicochemical aspects of the study of clusters, nanostructures and nanomaterials: Intern. Collection of Scient. Articls. Ed. V.M. Samsonov, N.Y. Sdobnyakova. Tver: Tver. State. University Press, 2012, vol. 4, p. 309-313. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. / под общ. ред. В.М.Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2012. Вып. 4. С. 309-313.].
20. V.A. Kharitonov, M.Yu. Usanov. Vestnik of MSTU named after G.I. Nosov. 2013. №3. p. 69-73. (in Russian) [В.А. Харитонов, М.Ю. Усанов. Вестник МГТУ №3, 2013 С. 69-73.].
21. A. K. Belan. Issledovanie i razrabotka tehnologii izgotovleniya nizkouglerodistoi armaturnoi provoloki prokatkoi v mnogovalkovih kalibrah: Dissertacija na soiskanie stepeni kandidata tehnicheskih nauk. Magnitogorsk. (1981). 173 p. (in Russian) [А. К. Белан. Исследование и разработка технологии изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки прокаткой в многовалковых калибрах: дисс. канд. техн. наук. Магнитогорск. 1981. 173 с].
22. Patent RF №2502573, 27.12.2013. (in Russian) [Патент РФ №2502573, 27.12.2013.

Цитирования (2)

1.
M. A. Polyakova, K. Narasimhan, M.J.N.V. Prasad, K. G. Pivovarova, A. E. Gulin, Yu. Yu. Efimova. Černaâ metallurgiâ. Bûlletenʹ naučno-tehničeskoj informacii. , 74 (2018). Crossref
2.
G.S. Shaimanov, M.Yu. Simonov, Yu.N. Simonov. Materials Today: Proceedings. 19, 2167 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему