Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана
Целью работы являлось исследование макро– и микроструктуры арматурного проката, термически упрочняемого по способу прерванной закалки в потоке стана. Установлено, что в пределах упрочняемого стержня на удалении в 0,3 – 0,4 его радиуса стабильно выявляется граница перехода от одних закономерностей фо...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62940 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана / О.Г. Сидоренко, И.П. Федорова, А.П. Сухой // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 241-247. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860080775734493184 |
|---|---|
| author | Сидоренко, О.Г. Федорова, И.П. Сухой, А.П. |
| author_facet | Сидоренко, О.Г. Федорова, И.П. Сухой, А.П. |
| citation_txt | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана / О.Г. Сидоренко, И.П. Федорова, А.П. Сухой // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 241-247. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| description | Целью работы являлось исследование макро– и микроструктуры арматурного проката, термически упрочняемого по способу прерванной закалки в потоке стана. Установлено, что в пределах упрочняемого стержня на удалении в 0,3 – 0,4 его радиуса стабильно выявляется граница перехода от одних закономерностей формирования структуры по сечению проката к другим. Показано, что появление при упрочнении отдельных участков вырожденного перлита, а затем и последующее постепенное вытеснение ими феррито–перлитных структур, наблюдается независимо от содержания в них химических элементов.
Метою роботи є дослідження макро- і мікроструктури арматурного прокату, термічно зміцнюваного за способом перерваного гарту в потоці стану. Встановлено, що в межах зміцнюваного стрижня на відстані в 0,3 – 0,4 його радіусу стабільно виявляється межа переходу від одних закономірностей формування структури по перетину прокату до інших. Показано, що поява при зміцненні окремих ділянок виродженого перлиту, а потім і подальше поступове витіснення ними ферито–перлитових структур, спостерігається незалежно від вмісту в них хімічних елементів.
The purpose of the research was the research macro-and microstructures of rainforcing bar rolled stock thermally strengthened by the method of interrupted hardening in the stream of the stand. It is established, that within a strengthened bar at the distance of 0,3 – 0,4 of its radius one can see the border of transition from one regularities of formation of structure of rolled stock section to the other ones. It is shown, that occurrence at hardening of separate parts of degenerated perlite, and then the subsequent gradual replacement by them ferrite-perlite structures, is observed irrespective of the content of chemical elements in them.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:16:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
241
УДК 669.14.018.291.3:621.785:620.18:621.771.2.06
О.Г.Сидоренко, И.П.Федорова, А.П.Сухой
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУ-
РЫ АРМАТУРНОГО ПРОКАТА, ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМОГО С
ПРИМЕНЕНИЕМ СПОСОБОВ ПРЕРВАННОЙ И ПРЕРЫВИСТОЙ
ЗАКАЛКИ В ПОТОКЕ ПРОКАТНОГО СТАНА
Целью работы являлось исследование макро– и микроструктуры арматурного
проката, термически упрочняемого по способу прерванной закалки в потоке стана.
Установлено, что в пределах упрочняемого стержня на удалении в 0,3 – 0,4 его
радиуса стабильно выявляется граница перехода от одних закономерностей фор-
мирования структуры по сечению проката к другим. Показано, что появление при
упрочнении отдельных участков вырожденного перлита, а затем и последующее
постепенное вытеснение ими феррито–перлитных структур, наблюдается незави-
симо от содержания в них химических элементов.
арматурный прокат, термическое упрочнение, прерванная закалка,
структура по сечению проката
Постановка задачи. Основу для разработки новой в свое время для
металлургической промышленности технологии термического упрочне-
ния проката в потоке сортопрокатных станов составил способ прерванной
закалки. При его применении интенсивное охлаждение со сверхкритиче-
ской скоростью ведут до образования у поверхности проката мартенсит-
ного слоя определенной толщины, после чего интенсивное охлаждение
прерывают. В результате этого, за исключением мартенсита у поверхно-
сти, все остальное сечение проката в момент прерывания охлаждения ос-
тается в аустенитном состоянии. Момент завершения интенсивного охла-
ждения при применении способа прерванной закалки является также мо-
ментом начала процесса самопроизвольного выравнивания температуры
по сечению проката, а также начала замедленного охлаждения проката на
воздухе.
Установлено, что в пределах одного и того же термически упрочняе-
мого стержня на удалении в 0,3 – 0,4 его радиуса может стабильно выяв-
ляться некоторая граница, по которой достаточно четко наблюдается пе-
реход от одних закономерностей формирования макро– и микрострукту-
ры по сечению проката к другим. Некоторая неопределенность удаления
от поверхности арматурного проката границы распространения равнове-
ликих объемов объясняется сложной конфигурацией сечения стержней. У
строго цилиндрического стержня, например, удаление подобной границы
от поверхности составляет 0,293 радиуса; у листового проката эта грани-
ца должна находиться ровно на половине расстояния от поверхности до
осевой плоскости. Арматурный же прокат имеет периодический профиль
с более или менее значительной овальностью. Поэтому удаление услов-
242
ной границы равновеликих объемов от поверхности не может быть по-
стоянным в пределах сечения даже одного и того же стержня.
Целью работы являлось исследование макро– и микроструктуры ар-
матурного проката, термически упрочняемого по способу прерванной
закалки в потоке стана.
Изложение основных материалов исследования. На рис.1 приведе-
ны кривая (1) изменения температуры поверхности и кривая (2), соответ-
ствующая изменениям температуры в слое, удаленном от поверхности на
величину равную 0,293 радиуса стержня (1,758 мм), и условно разделяю-
щим стержень на равновеликие объемы. Эта кривая свидетельствует, что
температура в названном слое, непрерывно понижающаяся в течение пе-
риода интенсивного охлаждения, после его завершения понижение пре-
кращает и далее остается постоянной и равной среднемассовой темпера-
туре. Кривая (3) (рис.1) показывает изменение температуры в сердцевин-
ном объеме стержня.
Рис.1. Изменение темпера-
туры круглого стержня диа-
метром 12 мм при термиче-
ском упрочнении с приме-
нением прерванной закалки
у поверхности (1), в слое
удаленном от поверхности
на 0,293 радиуса (2) и в цен-
тре (3).
Отличие режимов
упрочнения с примене-
нием прерывистой закал-
ки состоит, в принципе, лишь в том, что непрерывный период интенсив-
ного охлаждения разбивают одним или несколькими периодами кратко-
временных пауз, в течение которых охлаждение не выполняют.
Расчеты подтвердили, что при применении и этого способа удаление
от поверхности, равное 0,293 радиуса, является границей перехода от
прилегающего к поверхности объема, в пределах которого наблюдаются
циклические понижения и повышения температуры, с числом циклов,
равным числу периодов интенсивного охлаждения, к сердцевинному объ-
ему, в котором имеет место только понижение температуры. Влияние от-
личия температурных изменений в объемах, прилегающих к поверхности,
и осевой зоны стержней арматурного проката на формирование структуры
при превращениях аустенита, сохранившегося непревращенным к момен-
ту прерывания интенсивного охлаждения при применении для упрочне-
ния способа прерванной закалки, было подтверждено при исследовании
макро– и микроструктуры проката диаметром 12 мм, получаемого при
проведении экспериментов по термическому упрочнению с непрерывным
243
изменением степени упрочнения по длине раската (рис. 2). Последнего
достигали путем сообщения отдельным раскатам непрерывно ускоряюще-
гося прохождения через трассу термического упрочнения.
Выявляемая при исследовании макроструктуры граница, по которой
происходило изменение отражательной способности протравленной нита-
лем полированной поверхности поперечных сечений арматурного проката
находилась на удалении 0,3 – 0,4 радиуса стержня от его рабочей поверх-
ности. Это позволяло предположить, что появление этой границы как раз
и связано с отличием по обе стороны от нее характера температурных
изменений в объеме арматурного стержня при применении для упрочне-
ния способа прерванной закалки. Это предположение подтвердили ре-
зультаты исследования микроструктуры в тех объемах арматурного про-
ката, в которых распад аустенита происходит уже после прерывания ин-
тенсивного охлаждения.
Рис.2. ×5 Макроструктура по сечению арматурного проката диаметром 12 мм в
зависимости от уровня упрочнения:
Исследования влияния степени упрочнения на формирование микро-
структуры в прилегающем к оси арматурных стержней объеме, в котором
а б в
г д е
ж з и
а – σв=640 Н/мм2;
б – σв=660 Н/мм2;
в – σв=675 Н/мм2;
г – σв=690 Н/мм2;
д – σв=730 Н/мм2;
е – σв=790 Н/мм2;
ж – σв=910 Н/мм2;
з – σв=1130 Н/мм2;
и – σв=1320 Н/мм2.
244
после прерывания интенсивного охлаждения имеет место только непре-
рывное понижение температуры, наблюдается последовательный переход
микроструктуры от феррито–перлитной (рис. 3 а), к феррито–бейнитной
(рис.3б), бейнитной (рис.3в), и, наконец, бейнито–мартенситной (рис. 3 г).
а
б
в
г
Рис.3. ×500 Изменения микроструктуры арматурного проката диаметром 12 мм в
околоосевых слоях стержней в зависимости от степени упрочнения:
Подобная последовательность изменения микроструктуры в около-
осевом объеме арматурного стержня подтверждает предположение о том,
что здесь закономерности формирования структуры при распаде сохра-
нившегося после прерывания интенсивного охлаждения аустенита близки
к тем, которые наблюдаются при превращениях в изотермических усло-
виях. Хотя имеются и некоторые отличия. Так, в соответствии с изотер-
мическими диаграммами сталей с подобными исследованному химиче-
скими составами в термически упрочненном арматурном прокате должна
иметь место область формирования бейнито–перлитных структур. В дей-
а – σв=650 Н/мм2;
б – σв=730 Н/мм2;
в – σв=790 Н/мм2;
г – σв=950 Н/мм2.
245
ствительности этого не наблюдается в силу того, что в реальных условиях
формирование структуры происходит при понижении температуры про-
ката. Однако результаты исследований превращений аустенита, в том чис-
ле в прилегающем к поверхности объеме, в котором после прерывания
закалки наблюдается промежуточный перед окончательным замедленным
охлаждением на воздухе период быстрого повышения температуры, сви-
детельствуют о том, что этот период вносит существенные отличия в за-
кономерности формирования структуры в соответствии с теми, которые
наблюдаются в околоосевом объеме.
Названные отличия начинают выявляться после преодоления арма-
турным прокатом при упрочнении значений предела прочности
σв=620 Н/мм2. При этом в составе феррито–перлитной смеси появляется
дополнительная структурная составляющая. Такую составляющую боль-
шей частью называют вырожденным или анормальным перлитом. Пред-
полагается, что образование вырожденного перлита происходит благодаря
эвтектоидному распаду аустенита. Но в противоположность собственно
перлиту, формирование которого происходит путем кооперативного роста
пластин феррита и цементита, выделение этих фаз в вырожденном перли-
те происходит раздельно.
а
б
Рис.4. х500 – Микроструктура арматурного проката при формировании участков
вырожденного перлита в сталях с содержанием углерода: а – 0,32% С; б – 0,17%
С.
Появившись в слоях, близких к мартенситу у поверхности, участки
вырожденного перлита по мере повышения предела прочности проката
постепенно распространяются на все большие удаления от поверхности и
при σв≈675 Н/мм2 выявляются в структуре слоев у границы с околоосевой
зоной проката. Распространение слоев, содержащих вырожденный пер-
лит, совпадает с выявляемым при исследовании макроструктуры расши-
ряющимся от поверхности стержней свелотравящимся слоем (рис.3,а–б).
246
По мере последующего повышения прочности проката участки выро-
жденного перлита постепенно вытесняют «рядовые» структуры феррито–
перлитной смеси (рис.4,а) и, в конце концов, структура становилась со-
стоящей из одного вырожденного перлита.
Появление при упрочнении сначала отдельных участков вырожденно-
го перлита, а затем и последующее постепенное вытеснение ими ферри-
то–перлитных структур, формирующихся при распаде непрерывно охла-
ждаемого аустенита, наблюдали при формировании структуры термиче-
ски упрочняемого арматурного проката из низкоуглеродистых сталей по
способу прерванной закалки независимо от содержания в них химических
элементов. Но наиболее отчетливо формирование структур с совместным
присутствием в них и вырожденного перлита, и феррито–перлитной смеси
наблюдалось в сталях при содержаниях углерода, меньших 0,2% (рис.4,б).
Рис. 5. Диаграмма влияния сте-
пени упрочнения на формирова-
ние микроструктуры по сечению
арматурного проката, термически
упрочняемого по способу пре-
рванной закалки.
Заключение. Результаты исследования закономерностей влияния
степени упрочнения на формирование микроструктуры по сечению арма-
турного проката, термически упрочняемого по способу прерванной закал-
ки, обобщены в виде структурной диаграммы, приведенной на рис. 5. На-
стоящая диаграмма все еще остается достаточно схематичной, так как
детальное определение распространения слоев с соответствующими
структурами выполнены были только для непрерывного мартенситного
слоя, формирующегося у поверхности непосредственно в процессе интен-
сивного охлаждения, и начала распространения слоя со структурами вы-
рожденного перлита, формирующегося при распаде переохлажденного
аустенита в процессе замедленного охлаждения стержней на воздухе.
Границы распространения областей, в зависимости от степени упрочне-
ния других типов структур, детально не исследовали. В связи с этим гра-
ницы распространения таких областей на диаграмме показаны штрихов-
247
кой. Также штриховкой указана граница контакта прилегающего к по-
верхности слоя, в котором при применении прерванной закалки наблюда-
ется промежуточный период повышения температуры и сердцевинного
объема, в котором при тех же условиях термического упрочнения наблю-
дается только понижение температуры. Применение штриховки для вы-
деления названной границы связано с тем, что в реальном арматурном
стержне положение этой границы в целом, как уже подчеркивалось ранее,
не может оставаться постоянным.
Статья рекомендована к печати:
ответственный редактор
раздела «Термическая обработка проката»
докт.техн.наук, проф. И.Г.Узлов
О.Г.Сидоренко, І.П.Федорова, А.П.Сухой
Дослідження закономірностей формування структури арматурного про-
кату, термічно зміцнюваного із застосуванням способів перерваного і перери-
вистого гарту в потоці прокатного стану
Метою роботи є дослідження макро- і мікроструктури арматурного прокату,
термічно зміцнюваного за способом перерваного гарту в потоці стану. Встановле-
но, що в межах зміцнюваного стрижня на відстані в 0,3 – 0,4 його радіусу стабіль-
но виявляється межа переходу від одних закономірностей формування структури
по перетину прокату до інших. Показано, що поява при зміцненні окремих ділянок
виродженого перлиту, а потім і подальше поступове витіснення ними ферито–
перлитових структур, спостерігається незалежно від вмісту в них хімічних елеме-
нтів.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-62940 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0070 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:16:26Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сидоренко, О.Г. Федорова, И.П. Сухой, А.П. 2014-05-28T16:33:06Z 2014-05-28T16:33:06Z 2009 Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана / О.Г. Сидоренко, И.П. Федорова, А.П. Сухой // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 241-247. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62940 669.14.018.291.3:621.785:620.18:621.771.2.06 Целью работы являлось исследование макро– и микроструктуры арматурного проката, термически упрочняемого по способу прерванной закалки в потоке стана. Установлено, что в пределах упрочняемого стержня на удалении в 0,3 – 0,4 его радиуса стабильно выявляется граница перехода от одних закономерностей формирования структуры по сечению проката к другим. Показано, что появление при упрочнении отдельных участков вырожденного перлита, а затем и последующее постепенное вытеснение ими феррито–перлитных структур, наблюдается независимо от содержания в них химических элементов. Метою роботи є дослідження макро- і мікроструктури арматурного прокату, термічно зміцнюваного за способом перерваного гарту в потоці стану. Встановлено, що в межах зміцнюваного стрижня на відстані в 0,3 – 0,4 його радіусу стабільно виявляється межа переходу від одних закономірностей формування структури по перетину прокату до інших. Показано, що поява при зміцненні окремих ділянок виродженого перлиту, а потім і подальше поступове витіснення ними ферито–перлитових структур, спостерігається незалежно від вмісту в них хімічних елементів. The purpose of the research was the research macro-and microstructures of rainforcing bar rolled stock thermally strengthened by the method of interrupted hardening in the stream of the stand. It is established, that within a strengthened bar at the distance of 0,3 – 0,4 of its radius one can see the border of transition from one regularities of formation of structure of rolled stock section to the other ones. It is shown, that occurrence at hardening of separate parts of degenerated perlite, and then the subsequent gradual replacement by them ferrite-perlite structures, is observed irrespective of the content of chemical elements in them. Статья рекомендована к печати: ответственный редактор раздела «Термическая обработка проката» докт.техн.наук, проф. И.Г.Узлов ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Термомеханическая обработка проката Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана Дослідження закономірностей формування структури арматурного прокату, термічно зміцнюваного із застосуванням способів перерваного і переривистого гарту в потоці прокатного стану The research of formation regularities of rainforcing bar rolled stock structure which is thermally strengthened with application of ways of interrupted and descrete hardening in the stream of the rolling mill Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана Сидоренко, О.Г. Федорова, И.П. Сухой, А.П. Термомеханическая обработка проката |
| title | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана |
| title_alt | Дослідження закономірностей формування структури арматурного прокату, термічно зміцнюваного із застосуванням способів перерваного і переривистого гарту в потоці прокатного стану The research of formation regularities of rainforcing bar rolled stock structure which is thermally strengthened with application of ways of interrupted and descrete hardening in the stream of the rolling mill |
| title_full | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана |
| title_fullStr | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана |
| title_full_unstemmed | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана |
| title_short | Исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана |
| title_sort | исследование закономерностей формирования структуры арматурного проката, термически упрочняемого с применением способов прерванной и прерывистой закалки в потоке прокатного стана |
| topic | Термомеханическая обработка проката |
| topic_facet | Термомеханическая обработка проката |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62940 |
| work_keys_str_mv | AT sidorenkoog issledovaniezakonomernosteiformirovaniâstrukturyarmaturnogoprokatatermičeskiupročnâemogosprimeneniemsposobovprervannoiipreryvistoizakalkivpotokeprokatnogostana AT fedorovaip issledovaniezakonomernosteiformirovaniâstrukturyarmaturnogoprokatatermičeskiupročnâemogosprimeneniemsposobovprervannoiipreryvistoizakalkivpotokeprokatnogostana AT suhoiap issledovaniezakonomernosteiformirovaniâstrukturyarmaturnogoprokatatermičeskiupročnâemogosprimeneniemsposobovprervannoiipreryvistoizakalkivpotokeprokatnogostana AT sidorenkoog doslídžennâzakonomírnosteiformuvannâstrukturiarmaturnogoprokatutermíčnozmícnûvanogoízzastosuvannâmsposobívperervanogoípererivistogogartuvpotocíprokatnogostanu AT fedorovaip doslídžennâzakonomírnosteiformuvannâstrukturiarmaturnogoprokatutermíčnozmícnûvanogoízzastosuvannâmsposobívperervanogoípererivistogogartuvpotocíprokatnogostanu AT suhoiap doslídžennâzakonomírnosteiformuvannâstrukturiarmaturnogoprokatutermíčnozmícnûvanogoízzastosuvannâmsposobívperervanogoípererivistogogartuvpotocíprokatnogostanu AT sidorenkoog theresearchofformationregularitiesofrainforcingbarrolledstockstructurewhichisthermallystrengthenedwithapplicationofwaysofinterruptedanddescretehardeninginthestreamoftherollingmill AT fedorovaip theresearchofformationregularitiesofrainforcingbarrolledstockstructurewhichisthermallystrengthenedwithapplicationofwaysofinterruptedanddescretehardeninginthestreamoftherollingmill AT suhoiap theresearchofformationregularitiesofrainforcingbarrolledstockstructurewhichisthermallystrengthenedwithapplicationofwaysofinterruptedanddescretehardeninginthestreamoftherollingmill |