Размещено на http://www.allbest.ru

Інститут чорної металургІЇ ім. з. І. некрасова

національної академії наук україни

Парусов ЕДУАРД ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 669.017:621.771.25:621.785:

669.141.247:539.4.083.133(043)

Розробка хімічного складу та режимів термомеханічної обробки катанки підвищеної деформованості з електросталі для виробництва високоміцного металокорду

Спеціальність 05.16.01

«Металознавство та термічна обробка металів»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Дніпропетровськ - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, м. Дніпропетровськ.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Луценко Владислав Анатолійович, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, старший науковий співробітник відділу термічної обробки металу для машинобудування

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Губенко Світлана Іванівна, Національна металургійна академія України, Міністерство освіти та науки України, професор кафедри ”Матеріалознавство”

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Співаков Валерій Іванович, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, старший науковий співробітник відділу проблем деформаційно-термічної обробки конструкційних сталей

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України за адресою: 49050, м. Дніпропетровськ, пл. Академіка Стародубова, 1.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

К 08.231.01 Г. В. Левченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Нині проводяться науково-технологічні роботи, пов'язані з виробництвом високоміцного металокорду - армівного матеріалу для автомобільних шин. Високоміцний металокорд виготовляють із високовуглецевої катанки, якісні характеристики якої повинні забезпечувати задовільну технологічність при переробці й відповідність механічних властивостей дроту діаметром 0,15...0,35 мм і звитого металокорду нормативним вимогам.

Для розробки й освоєння в умовах України науково обґрунтованої технології виробництва катанки для високоміцного металокорду необхідно провести фундаментальні дослідження, які дозволяють розробити хімічний склад сталі й установити закономірності структуроутворення в ній при охолодженні від температур аустенітизації як з окремого, так і прокатного нагрівів. Важливим аспектом науково-технічної задачі, яка вирішується, є встановлення співвідношень між параметром мікроструктури (дисперсністю перліту) і іншими якісними характеристиками катанки для металокорду, що необхідно для розробки технології термомеханічної обробки й об'єктивного нормування технічних характеристик.

Сталь для високоміцного металокорду виплавляють переважно у кисневих конвертерах, із застосуванням вакуумування. Однак, в останні роки високоякісні сталі, до яких належить сталь для металокорду, почали виробляти в дугових електропечах.

Для електросталі характерним є підвищений вміст азоту й домішок кольорових металів (хрому, нікелю й міді), які погіршують механічні й технологічні властивості катанки-дроту для металокорду.

У зв'язку із цим робота, спрямована на розробку хімічного складу й режимів термомеханічної обробки катанки підвищеної деформованості з електросталі для виробництва високоміцного металокорду, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконання дисертаційної роботи пов'язане з тематичними планами наукових досліджень Інституту чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України (ІЧМ НАНУ). Дослідження проведені в рамках держбюджетних і госпдоговірних науково-дослідних робіт ІЧМ НАНУ:

- ”Дослідження трансформації неметалічних включень (НВ) у процесі виробництва катанки з якісної вуглецевої сталі марки 70 і розробка критеріїв деформованості її в дріт діаметром до 0,15 мм із урахуванням впливу структурного стану й параметрів НВ”, № держреєстрації 0101U005029, Дніпропетровськ, 2003.

- ”Дослідження причин утворення неметалічних включень на всіх етапах виробництва металу в умовах Молдавського металургійного заводу”, договір С.190.03 від 10.12.2003, Дніпропетровськ, 2003.

- ”Взаємозв'язок фазових і структурних перетворень із процесами окалиноутворення й зневуглецювання у вуглецевій катанці”, № держреєстрації 0103U005409, Дніпропетровськ, 2005.

- ”Розробка й дослідження наскрізної технології виробництва канатної катанки з високовуглецевої сталі за ДСТУ 3683-98, охолодженої після прокатки двостадійним способом”, № держреєстрації 0105U004580, Дніпропетровськ, 2005.

- ”Розробка оптимальної технології виплавки, розливання, виробництва катанки діаметром 5,5 мм, підданої двостадійному охолодженню на ПС 150-1 з високовуглецевих сталей, а також легованих сталей для зварювального дроту”, договір 2264/ТМ.246.06 від 23.05.06, Дніпропетровськ, 2006.

Мета дослідження. Розробка хімічного складу й технології термомеханічної обробки (ТМО) катанки підвищеної деформованості з електросталі для виробництва високоміцного металокорду й встановлення залежностей між якісними й технологічними характеристиками катанки-дроту.

Завдання дослідження:

1. Розробити хімічний склад катанки з електросталі з урахуванням підвищеного вмісту в ній азоту й домішок кольорових металів.

2. Вивчити кінетику перетворень аустеніту в електросталі й закономірності структуроутворення в катанці для високоміцного металокорду.

3. Оцінити вплив базових (вуглець, марганець, кремній) і домішкових (хром, нікель, мідь) елементів, а також мікродобавок бору на структуру, механічні й технологічні властивості катанки.

4. Розробити режими ТМО катанки, які забезпечують підвищену деформованість при волочінні із сумарним ступенем деформації до 98,7 % .

Об'єкт дослідження. Катанка з нової високовуглецевої електросталі, мікролегованої бором, що розливається в безперервнолиті заготовки (БЛЗ) малого перетину (125 х 125 мм).

Предмет дослідження. Закономірності впливу хімічного складу високовуглецевої борвмісної електросталі й режимів ТМО катанки на процеси структуроутворення при охолодженні гарячедеформованого аустеніту, вид термокінетичної діаграми й технологічність переробки в металокорд високої міцності.

Методи дослідження. Теоретичні розробки дисертації базуються на фундаментальних положеннях металознавства й термічної обробки металів. При проведенні роботи були використані сучасні методи дослідження: металографічний, електронномікроскопічний, мікрорентгеноспектральний, дилатометричний, визначення хімічного складу сталі й механічних властивостей катанки-дроту. Масу й технологічні властивості окалини визначали за методиками вітчизняної й закордонної нормативної документації. Для оцінки експериментальних даних і прогнозування механічних властивостей катанки застосовували методи математичного моделювання й багатофакторної оптимізації.

Наукова новизна:

1. Уперше вивчено кінетику перетворень аустеніту при безперервному охолодженні й побудовано термокінетичну діаграму (ТКД) сталі 80КРД, що містить як мікролегуючий елемент 0,0015 % бору. Показано, що сталь 80КРД має в 3...3,5 рази більшу стійкість аустеніту в порівнянні зі сталлю-аналогом У8. Основний внесок у підвищення стійкості аустеніту сталі 80КРД вносять бор, вуглець, марганець. Розробка відрізняється об'єктом дослідження - використанням високовуглецевої сталі з бором для виготовлення катанки для високоміцного металокорду.

2. Уперше встановлено, що бор аномально впливає на величину аустенітного зерна й, відповідно, дисперсність перліту в гарячедеформованій електросталі марки 80КРД у порівнянні з базовою (без бору) сталлю: при температурах вищих 925⁰С твердорозчинний бор сприяє утворенню крупнішого аустенітного зерна, що обумовлює при наступному охолодженні формування більш дисперсного перліту; при температурах нижчих 925⁰С частки нітриду бору, що виділяються, гальмують зростання аустенітних зерен і при наступному охолодженні утворюється менш дисперсний перліт. Розробка відрізняється предметом дослідження.

3. Уперше встановлено співвідношення між кількісними значеннями дисперсності перліту й інших характеристик (міцностними властивостями, глибиною зневуглецьованого шару й масою окалини) катанки з борвмісної електросталі марки 80КРД при зміні режимів термомеханічної обробки - температури розкладки катанки на витки в інтервалі температур 1000…650⁰С. Показано, що в нераціональному і раціональному температурних інтервалах (відповідно 800…650⁰С та 820…1000⁰С) однаковим значенням міжпластинкової відстані в перліті відповідають різні значення інших якісних характеристик. Це необхідно враховувати при розробці нормативної документації й режимів термомеханічної обробки. Розробка відрізняється предметом дослідження.

4. Розроблено критеріальну оцінку впливу величини неметалічних включень (НВ) на обривність при волочінні дроту зі сталі 80КРД, що являє собою відношення сумарної площі НВ у поперечному перерізі кордового дроту до площі цього перерізу, і визначається з урахуванням тимчасового опору дроту. Показано, що критична відносна площа НВ практично не залежить від діаметра кордового дроту, не перевищує в середньому 8,5 % і визначається з урахуванням максимального й середнього значень тимчасового опору дроту, регламентованого нормативними документами. Розробка відрізняється предметом дослідження.

Практичне значення одержаних результатів:

На підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблено й в умовах спільного закритого акціонерного товариства ”Молдавський металургійний завод” (СЗАТ ”ММЗ”) реалізовано комплексну технологію виробництва катанки кордового призначення з борвмісної електросталі марки 80КРД із підвищеним вмістом домішок кольорових металів (хром, нікель, мідь) і азоту, що розливається в БЛЗ малого перетину (125 х 125 мм).

Розроблено нормативну документацію на виробництво катанки за новою технологією:

- технологічна інструкція ТІ 518-2012-ПС-0001-2006 ”Виробництво сортового прокату й катанки на безперервному двонитковому дрібносортно-дротовому стані 320/150”;

- технологічна інструкція ТІ 518-2012-ПС-0006-2006 ”Термічна обробка стрижневого й бунтового прокату в потоці дрібносортно-дротового стану 320/150”;

- технологічна карта ТК 7 ”Наскрізний технологічний процес виробництва середньо- і високовуглецевої сталі й катанки, що переробляється в канатно-пружинний дріт, дріт для попередньої напруги залізобетонних конструкцій і металокорду” з додатками ТК 7/3/0 і ТК 7/3/1;

- зміна № 1 (2002 р.) до технічних умов ТУ У 14-4-470-2000 ”Катанка сорбітизована для металокорду”.

За кооперацією СЗАТ ”ММЗ” - ВАТ ”Силур” розроблено й впроваджено наскрізну технологію виробництва високоміцного металокорду типу 9Л20/35НТ із електросталі марки 80КРД, мікролегованої бором.

Річний економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи в умовах СЗАТ ”ММЗ” становить 274,725 тис. доларів США, частка автора - 50,00 тис. доларів США.

Особистий внесок здобувача. В дисертації не використані ідеї співробітників, які сприяли виконанню роботи. Аналітичний огляд, визначення мети й завдань досліджень, проведення експериментів, обробка, аналіз і наукове обґрунтування одержаних результатів виконані особисто автором. термомеханічний катанка електросталь деформованість металокорд

Автором підготовлені до друку науково-технічні статті й доповіді, виконані у співавторстві.

Апробація результатів дисертації. Основні матеріали дисертації представлені й обговорені на науково-технічних конференціях ”Проблеми сучасного матеріалознавства (Стародубівські читання)” (м. Дніпропетровськ, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 рр.), на міжнародних науково-технічних конференціях ”Довговічність сталевих канатів (МАІСК)” (м. Одеса, 2005, 2006 рр.), науково-технічних конференціях ”Молода Академія” (м. Дніпропетровськ, 2004, 2005, 2006, 2007 рр.).

Публікації. Матеріали дисертації викладені в 19 науково-технічних публікаціях, з яких 16 опубліковані у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України, 3, у тому числі 1 патент на винахід, - у додаткових виданнях.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 7 розділів, висновків, списку літературних джерел і додатків. Матеріали роботи викладені на 140 сторінках, з яких 115 сторінок машинописного тексту, і містять 26 рисунків, 14 таблиць, 11 сторінок - список використаних літературних джерел з 103 найменувань і 3 додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовані: мета, задачі дослідження, наукова новизна й практична цінність одержаних результатів.

У першому розділі виконано аналітичний огляд науково-технічної літератури, який стосується теоретичних і технологічних основ виробництва катанки з високовуглецевої сталі для виробництва канатів і металокорду.

Показано, що нині у світовій практиці для виробництва високоміцного металокорду використовуються вуглецеві сталі марок 80...90. Наведені основні вимоги до хімічного складу сталі й інших якісних характеристик катанки з високовуглецевої сталі, яка застосовується при виробництві металокорду.

На підставі аналізу науково-технічної літератури і сучасних тенденцій розвитку металургійного виробництва та виробництва металевих виробів, обумовлених вимогами світового ринку до якості катанки для металокорду, обґрунтовано постановку мети й основних задач дисертаційної роботи.

У другому розділі для науково обґрунтованого підходу до вимог хімічного складу й механічних властивостей катанки, розроблених у процесі виконання даної роботи, вироблено дослідно-промислові партії катанки з високовуглецевої електросталі, статистичні характеристики яких представлені в табл. 1.

Таблиця 1

Характеристики статистичних даних катанки з борвмісних сталей типу 80 і 85

Показник	Розмірність	Значення	Середньоквадратичне відхилення
		мінім.	макс.	середнє
уВ	Н/мм2	1167	1277	1207	26,54
Ш	%	26,20	41,90	31,08	3,05
д10	%	9,10	11,0	9,53	0,63
Се=С+Mn/5+Si/7	%	0,97	1,04	1,00	0,023
У(Cr, Ni, Cu)	%	0,1949	0,3147	0,2396	0,020
B	%	0,0006	0,0031	0,0017	0,0005
N	%	0,0060	0,0091	0,0071	0,0008

У роботі використано сучасні методи контролю, аналізу й випробувань. Аналіз хімічного складу сталі здійснювали за допомогою спектрометрів ARL - 3460, Spectrolab - M, Spectroflaim, газових аналізаторів фірм LECO-TN 314 і ТС 436, Strohlein - моделі О-Н-N - Mat і ін. Механічні властивості прокату визначали за ГОСТ 1497 на розривних машинах EU100 і EDZ - 40, Р-20 і UP-500. Вимірювання твердості проводили на приладах ТК 14-250 і ТР 5006, мікротвердості - на ПМТ 3 і МНТ 240.

Структурні параметри металу визначали на світловому мікроскопі Neophot 32, автоматичному аналізаторі зображення IА-3001, електронних мікроскопах EF-2, VEGA TS5130MM. Мікрорентгенівський аналіз здійснювали на енергодисперсійному і хвильовому спектрометрах фірми Oxford Instruments.

Розмір дійсного зерна визначали за ГОСТ 5639, глибину зневуглецьованого шару - за ГОСТ 1763 і ІSО 4954, макроструктуру - за ГОСТ 10243 і еталонними шкалами відповідних технічних умов, характеристики неметалічних включень - за ГОСТ 1778-70. Для оцінки експериментальних даних і прогнозування механічних властивостей катанки використовували методи математичної статистики й математичного моделювання. Найбільш краще співвідношення між вмістом хімічних елементів у сталі, структурними й механічними характеристиками прокату визначали методом багатофакторної оптимізації.

У третьому розділі з урахуванням вимог міжнародних стандартів EN 10016 і специфікацій провідних світових фірм-виробників металокорду (Bekaert і Pirelli) розроблено технічні вимоги (зміна №1 (2002 р.) до ТУ У 14-4-470-2000) до хімічного складу електросталі марок 80КРД і 85КРД для високоміцного металокорду, табл. 2, і механічних властивостей катанки, табл. 3, та неметалічних включень (НВ).

Для часткового зв'язування азоту дослідні й дослідно-промислові партії високовуглецевої сталі мікролегували бором, вміст якого варіювали в межах 0,0006...0,0031%. Вибір бору, як мікролегуючого елементу, обумовлений наступним: високою спорідненістю бору до азоту, високою пластичністю з'єднання BN і сприятливим впливом бору на структуру й властивості катанки для металокорду.

Таблиця 2

Хімічний склад розроблених високовуглецевих марок сталі 80КРД і 85КРД

Марка сталі	Масова частка елементів, %
	C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Cu	Nвільн.
				не більше
80КРД 85КРД	0,80-0,84 0,85-0,89	0,40-0,60	0,15-0,25	0,015	0,010	0,10	0,13	0,20	0,007

Таблиця 3

Вимоги до механічних властивостей катанки з розроблених високовуглецевих марок сталі 80КРД і 85КРД

Марка сталі	Тимчасовий опір, уВ, Н/мм2	Відносне подовження, д10, %	Відносне звуження, ш, %
	не більше	не менше
80КРД	1250	8	27
85КРД	1300	7	25

У країнах СНД забруднення НВ високовуглецевої сталі для металокорду нормується в балах за ГОСТ 1778: максимальний бал НВ має бути не більше 2-го балу для кожного типу включень (оксиди, силікати, сульфіди, нітриди).

Нормативною документацією Pirelli регламентується максимальний розмір (товщина) одиничних НВ - не більше 30 мкм.

З урахуванням динамічних навантажень, які виникають при волочінні дроту, нормована товщина (діаметр) НВ у катанці СЗАТ ”ММЗ” установлена на такому рівні: недеформівні НВ - ? 12 мкм; деформівні НВ - ? 17 мкм.

У четвертому розділі вивчено кінетику перетворень аустеніту при безперервному охолодженні від 950⁰С з різними швидкостями й побудовано ТКД електросталі марки 80КРД (С - 0,83 % ; Mn - 0,56 % ; Si - 0,17 % ; P - 0,010 % ; S _ 0,001 % ; Cr - 0,05 % ; Ni - 0,08 % ; Cu - 0,15 % ; N - 0,008 % , В - 0,0015 % ), рис. 1.

Зіставлення ТКД перетворень аустеніту в електросталі 80КРД, мікролегованої бором, із ТКД сталі-аналога У8 (С - 0,76 % ; Si - 0,22 % ; Mn - 0,29 % ; Cr - 0,11 % ; Ni - 0,07 %) показало: у досліджуваній сталі значно звужений температурний інтервал перлітного перетворення, що пояснюється більш точною відповідністю температурних і дилатометричних кривих. Досліджувана сталь 80КРД має стійкість переохолодженого аустеніту в 3...3,5 рази більшу, ніж сталь-аналог У8. Основний внесок у підвищення стійкості аустеніту досліджувавної сталі вносять бор, вуглець і марганець.

Встановлено, що у мікролегованій бором електросталі марки 80КРД бейнітне перетворення при швидкостях охолодження менше критичної (< 73⁰С/с) відсутнє, в інтервалі швидкостей охолодження 73…20⁰С/с утворюється лише перліт і мартенсит, а при швидкостях охолодження < 20⁰С/с аустеніт практично повністю перетворюється в перліт, дисперсність якого в міру зниження швидкості охолодження зменшується.

У п'ятому розділі термодинамічними розрахунками й мікрорентгено-спектральним аналізом показано, що нітриди в борвмісній катанці для металокорду являють собою з'єднання BN. Розміри часток BN становлять: до 1 мкм - 82 % ; до 2 мкм - 18 % .

Показано, що ефект деформаційного старіння в катанці 80КРД нижчий, ніж в аналогічній сталі без бору. Різниця меж міцності катанки з бором і без бору становить: ?у_В = - 62 Н/мм².

Встановлено, що співвідношення бору з азотом (загальним - N_заг. і вільним - N_вільн) з підвищенням температури повторного нагрівання збільшується. Це пояснюється розчиненням з'єднання BN і дифузією частини азоту на границю метал-атмосфера, де відбувається взаємодія атомарного азоту з компонентами повітря.

Для катанки зі сталі 80КРД і 85КРД, підданої ТМО за розробленими режимами, методом математичного моделювання розраховано рівняння зв'язку (1) …(8) структурного параметра (П - кількості перліту 1-го балу) і механічних характеристик (у_В, д₁₀, ш) із частковими й комплексними показниками хімічного складу (Се; В; B/N).

З рівнянь зв'язку виходить: структурний параметр П збільшується з підвищенням вуглецевого еквівалента Се, вмісту В і співвідношення B/N; тимчасовий опір у_В підвищується зі збільшенням вуглецевого еквівалента й знижується зі зростанням співвідношення B/N і вмісту В; відносне звуження ш зменшується зі збільшенням вуглецевого еквівалента, співвідношення B/N і вмісту В; відносне подовження зменшується з підвищенням Се й збільшується з ростом B/N і B.

у_В1 = 468,31 + 746,93Се - 43,61(B/N) R = 0,92 (1)

у_В2 = 495,88 + 720,95Cе - 7232,47В R = 0,91 (2)

ш₁ = 88,25 - 57,68Cе - 1,24(B/N) R = 0,68 (3)

ш₂ = 86,29 - 54,95Cе - 640,26В R = 0,66 (4)

д₁ = 23,87 - 14,8Cе + 2,20(В/N) R = 0,64 (5)

д₂ = 22,20 - 13,21Cе + 322,37В R = 0,65 (6)

П₁ = 11,43 + 62,93Се + 9,45(В/N) R = 0,83 (7)

П₂ = 4,28 + 70,05Се + 1381,3В R = 0,84 (8)

де - R, коефіцієнт множинної кореляції.

Для катанки зі сталі 80 КРД методом багатофакторної оптимізації встановлено вплив B і N на механічні характеристики:

- збільшення вмісту як B, так і N обумовлює, відповідно, зниження й підвищення у_В; нормативній вимозі (? 1250 Н/мм²) у_В відповідає у всьому інтервалі змін B і N;

- ш має складну залежність від вмісту B і N; при B/N ~ 0,20...0,25 ш перевищує нормативний рівень (? 27 % );

- при співвідношенні B/N ~ 0,20...0…0,25 значення д₁₀ також перевищують нормативний рівень (? 7 % );

- кількість перліту 1-го балу П при B/N ~ 0,20...0,25 відповідає нормативній вимозі (? 50 % ).

Таким чином, оптимальне співвідношення бору до азоту в катанці з електросталі марки 80КРД перебуває на рівні 0,20...0,25, що сприяє підвищенню пластичних і зниженню міцностних характеристик металу, а також одержанню області стабільних значень раніше зазначених характеристик.

У шостому розділі показано вплив температури розкладки катанки на витки (t_в/у) в інтервалі температур 800…1000⁰С на відношення величин міжпластинкової відстані в електросталі 80КРД і сталі-аналога без бору.

Відповідно до представленої залежності в інтервалі температур 800…925⁰С дисперсність перліту в сталі без бору вища, ніж у сталі з бором, а в інтервалі температур 925…1000⁰С - нижча. Підвищення дисперсності перліту в гарячедеформованій борвмісній сталі при t_в/у = 925…1000⁰С обумовлено впливом бору, що перебуває у твердому розчині, на процеси рекристалізації гарячедеформованого аустеніту. Бор сприяє формуванню більшого аустенітного зерна в сталі, що при охолодженні приводить до утворення більш дисперсного перліту в порівнянні зі сталлю без бору. При t_в/у < 925⁰С частки нітриду бору, що виділяються, гальмують зростання аустенітних зерен і при наступному охолодженні утворюється менш дисперсний перліт в порівнянні зі сталлю без бору. Внаслідок цього величина аустенітного зерна, і відповідно, дисперсність перліту в першому випадку менша, ніж у другому.

З урахуванням встановлених закономірностей структуроутворення в борвмісній електросталі марки 80КРД розроблено технологію ТМО катанки, яка характеризується наступними параметрами:

- температура металу перед дротовим блоком (за попередньою секцією водяного охолодження) - не більше 970⁰С;

- температура катанки на виході з дротового блоку (швидкість прокатки - 105…95 м/с) - 1100…1050⁰С;

- температура розкладки катанки на витки - 950…970⁰С;

- середня швидкість охолодження витків катанки до температури 490…500⁰С - 25...30 м/с при відкритих теплоізолюючих кришках, далі до температури ~ 100⁰С - 8…10⁰С/с під закритими теплоізолюючими кришками.

Мікроструктурні дослідження показали, що катанка, охолоджена за розробленою технологією, містить близько 80 % сорбітоподібного перліту (1-го балу), 19 % приховано- і дрібнопластинкового перліту (3…5 балу) і менше 1 % структурновільного фериту у вигляді обривків сітки по границях перлітних зерен.

Якісні характеристики катанки зі сталі 80КРД, мікролегованої бором, повністю відповідали вимогам нормативно-технічної документації провідних світо-вих виробників металокорду (Bekaert і Pirelli) і ТУ У 14-4-470-2000 (зміна №1, 2002 р.). Спосіб виготовлення катанки з вуглецевої сталі із застосуванням розроблених режимів ТМО визнано інтелектуальною власністю (патент № 322, Молдова, 21.06.2006 р.).

Вивчено особливості окалиноутворення на катанці, підданій розробленим режимам ТМО, і її видаленню механічним способом. Кількість залишкової окалини в 79,2 % випадків відповідала нормі специфікації Bekaert GA-03-16 (? 0,2 кг/т), а в інших випадках незначно перевищувала цю норму.

Для визначення питомої маси окалини (за умови співвідношення FeО/Fe₃O₄ = 4) на поверхні катанки для металокорду розроблено експрес-метод, заснований на встановленій лінійній залежності між зазначеною якісною характеристикою й товщиною шару окалини.

Результати, одержані із застосуванням розробленого методу на катанці 80КРД, відповідають вимогам специфікації GS-02-002 фірми Bekaert (при товщині шару окалини ~ 16 мкм питома маса окалини не перевищує 7 кг/т).

Встановлено співвідношення механічних і технологічних властивостей катанки з електросталі марки 80КРД від міжпластинкової відстані в перліті - головного параметра, який визначає інші якісні показники кордової катанки, (рис. 5...7).

Міжпластинкова відстань у перліті має екстремальну залежність від температури на виткоукладальнику: максимум відповідає інтервалу 800…820⁰С. У зв'язку з цим необхідну дисперсність перліту можна одержати при t_в/у як менше (нераціональний температурний інтервал), так і більше 800…820⁰С (раціональний температурний інтервал). У першому випадку в поверхневих шарах катанки утворюються структури поліпшення, які трохи підвищують у_В і негативно впливають на технологічність волочіння й властивості дроту.

Маса окалини на катанці при зменшенні міжпластинкової відстані в перліті від 0,32 до 0,15 мкм (t_в/у = 800…650⁰С) зменшується від 5_ти до 3-х кг/т; а при зменшенні міжпластинкової відстані від 0,32 до 0,15 мкм (t_в/у = 820…1000⁰С) маса окалини підвищується з 5-ти до 8-ми кг/т.

Мінімальні значення глибини зневуглецьованого шару й дисперсності перліту спостерігаються при t_в/у= 950… 1000⁰С

Одержані залежності дозволяють визначити оптимальні співвідношення структурних, механічних і технологічних характеристик високовуглецевої катанки, що необхідно при розробці нової й коректуванні діючої НТД.

У сьомому розділі наведено дані про вплив хімічного складу високовуглецевої катанки на деформаційне зміцнення при волочінні. З підвищенням вуглецевого еквівалента показники міцностних властивостей і деформаційного зміцнення зростають.

Розрахунковим методом розроблено критеріальну оцінку впливу величини неметалічних включень (НВ) на обривність при волочінні дроту зі сталі 80КРД, що являє собою відношення сумарної площі НВ (S_НВ) у поперечному перерізі дроту до площі цього перерізу (S_М) і визначається з урахуванням тимчасового опору дроту, табл. 4. Показано, що критична відносна площа НВ практично не залежить від діаметра кордового дроту й у середньому не перевищує ~ 8,5 % .

Таблиця 4

Розрахункові значення відносної критичної площі НВ і максимально припустимої величини НВ у кордовому дроті

Діаметр кордового дроту, мм	Тимчасовий опір, Н/мм2***	Критична відносна площа (SHB/Sм) НВ, %	Максимальний розмір одиничних НВ при щільності 1580 см-2 дрібних (dHBср = 1,78 мкм) НВ, мкм
0,150*	(2450-3040)/2745	9,7	31,3
0,175*	(2350-2940)/2645	10,0	43,4
0,200**	(2900-3380)/3140	7,1	40,6
0,225*	(2450-2940)/2695	8,3	54,0
0,265*	(2350-2840)/2595	8,6	76,4
0,350**	(2800-3260)/3030	7,0	85,9

^* Дріт для металокорду звичайної міцності; ^**Дріт для металокорду високої міцності; ^***Чисельник - мінімальне й максимальне значення, знаменник - середнє.

За традиційною технологією катанка діаметром 5,5 мм зі сталі 80КРД переробляється в металокорд, в умовах ВАТ ”Силур”, за наступною технологічною схемою:

0,35 мм

5,50 мм ППВ3,20 мм ПВ1,80 мм ПЛВ1,00 мм В> > ЗМК,

0,20 мм

де: ПП - підготовка поверхні; В - волочіння; П - патентування; Л - латунювання,

ЗМК - звивання металокорду типу 9Л20/35НТ.

Враховуючи високу технологічну пластичність катанки зі сталі 80КРД, було запропоновано дослідну технологічну схему переробки її в металокорд із виключенням однієї проміжної термообробки - патентування дроту діаметром 3,20мм:

0,35 мм

,50 мм ППВ 1,80 мм ПЛВ 1,10 мм В > ЗМК

0,20 мм

Міцностні й пластичні властивості розрахункової латуньованої заготовки діаметром 1,8 мм, одержаної як за традиційною, так і дослідною технологіями, перебувають практично на одному рівні. Якість готового латуньованого дроту діаметром 0,35 і 0,20 мм, використовуваного для звивання металокорду, відповідає нормативним вимогам.

Із дроту діаметром 0,35 і 0,20 мм було виготовлено металокорд типу 9Л20/35HT, який відповідав вимогам ТУ У 28.7-00191046-005-2002. Вихід придатного склав 95,6 % .

Таким чином, при переробці катанки підвищеної деформованості з електросталі марки 80КРД, мікролегованої бором, є можливість замінити традиційну технологічну схему на нову, що досягається шляхом підвищення сумарного обтиснення розрахункової дротової заготовки перед її патентуванням. При новій технології виробництва металокорду виключається проміжна термічна обробка дроту діаметром 3,20 мм (патентування), що дозволяє заощаджувати газ, електроенергію й метал.

Річний економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи в умовах СЗАТ ”ММЗ” становить 274,725 тис. доларів США, частка автора - 50,00 тис. доларів США.

ВИсновки

1. В дисертації вирішено актуальну науково-технічну задачу - розроблено хімічний склад і технологію ТМО катанки з електросталі марки 80КРД, мікролегованої бором, з підвищеним вмістом азоту й домішок кольорових металів, що забезпечує підвищення деформованості при волочінні й економію матеріальних і енергетичних ресурсів при виробництві металокорду високої міцності.

2. З урахуванням норм міжнародного стандарту EN 10016 і специфікацій Bekaert і Pirelli розроблено технічні вимоги (зміна № 1, 2002 р. до ТУ У 14-4-470-2000) до хімічного складу й механічних властивостей високовуглецевої борвмісної катанки з електросталі марки 80КРД, призначеної для виробництва металокорду високої міцності.

3. Вивчено кінетику перетворень аустеніту при безперервному охолодженні та побудовано ТКД перетворення аустеніту у високовуглецевій борвмісній електросталі марки 80КРД. Встановлено, що сталь 80КРД має в 3…3,5 рази більшу стійкість аустеніту в порівнянні зі сталлю-аналогом У8 (основний внесок у підвищення стійкості аустеніту сталі 80КРД вносять бор, вуглець, марганець). Показано, що бейнітне перетворення при швидкостях охолодження менших за критичну (< 73⁰С/с) відсутнє, а при швидкостях < 20⁰С/с структура сталі складається переважно з перліту, дисперсність якого в міру зниження швидкості охолодження зменшується.

4. Показано, що при розкладці катанки з електросталі 80КРД на витки при температурах (t_в/у) більших 925⁰С бор сприяє підвищенню дисперсності перліту, а при температурах менших 925⁰С - зниженню дисперсності перліту в порівнянні з катанкою базової сталі, яка не містить бор. Така закономірність обумовлена впливом бору на процеси рекристалізації в гарячедеформованій сталі, що приводить до укрупнення (при t_в/у > 925⁰С) або здрібнювання (при t_в/у < 925⁰С) аустенітного зерна в порівнянні зі сталлю без бору, що, відповідно, підвищує або знижує дисперсність перліту.

5. Для катанки з електросталі марки 80КРД методом математичного моделювання показано: структурний параметр (кількість перліту 1-го балу) збільшується з підвищенням вуглецевого еквівалента, вмісту В й співвідношення B/N; тимчасовий опір підвищується зі збільшенням Се й знижується з ростом співвідношення B/N і вмісту В; відносне звуження зменшується зі збільшенням Се, співвідношення B/N і вмісту В; відносне подовження знижується зі збільшенням Се й збільшується зі зростанням співвідношення B/N і вмісту B. Характер змін д і ш свідчить про підвищення рівномірної деформації сталі 80КРД, що обумовлено виділенням дрібних часток BN, які зменшують розвиток локальної деформації.

6. Методом багатофакторної оптимізації встановлено, що з урахуванням впливу на дисперсність перліту в сталі 80КРД, деформаційне старіння й технологічну пластичність катанки-дроту оптимальне значення співвідношення B/N становить 0,20...0,25.

При повторному нагріванні катанки співвідношення B/N збільшується, що пояснюється розчиненням нітридів бору й дифузією частини азоту на границю метал-атмосфера, де відбувається взаємодія атомарного азоту з компонентами повітря.

7. Встановлено, що рівень властивостей катанки з борвмісної сталі марки 80КРД, яка відповідає вимогам специфікацій провідних світових фірм-виробників металокорду, досягається при наступних режимах ТМО катанки:

· температура металу перед дротовим блоком (за попередньою секцією водяного охолодження) - не більше 970⁰С;

· температура катанки на виході із дротового блоку (швидкість прокатки - 105…95 м/с) - 1100…1050⁰С;

· температура розкладки катанки на витки - 950…970⁰С;

· середня швидкість охолодження витків катанки до температури 490…500⁰С - 25…30⁰С/с, а в інтервалі від зазначених температур до ~ 100⁰С зі швидкістю - 8…10⁰С/с.

На спосіб виготовлення катанки із застосуванням розроблених режимів ТМО видано патент Молдови № 322, із пріоритетом від 21.06.2006 р.

8. Встановлено співвідношення між основним структурним параметром катанки з борвмісної електросталі марки 80КРД - дисперсністю перліту й іншими якісними характеристиками: механічними властивостями, глибиною зневуглецьованого шару, масою окалини на поверхні катанки. Показано, що зі збільшенням в інтервалі температур 820…1000⁰С дисперсності перліту, що, як відомо, обумовлює підвищення міцностних властивостей, інші якісні характеристики змінюються в такий спосіб: маса окалини збільшується, а глибина зневуглецьованого шару зменшується.

9. Розроблено критерій деформованості високовуглецевої катанки в дріт діаметром 0,15...0,35 мм, що визначається відношенням сумарної площі неметалічних включень у поперечному перерізі кордового дроту до площі цього перерізу. Критерій деформованості визначається з урахуванням тимчасового опору дроту та практично не залежить від діаметра кордового дроту й відповідає ~ 8,5 % .

10. Показано, що катанка з борвмісної електросталі марки 80КРД, яка має більш дисперсну структуру перліту в порівнянні зі сталлю-аналогом без бору, переробляється з одноразовим (замість дворазового) патентуванням у дріт діаметром 0,35...0,20 мм, який використовується для виготовлення металокорду високої міцності типу 9Л20/35НТ.

11. Річний економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи в умовах СЗАТ ”ММЗ” становить 274,725 тис. доларів США, частка автора - 50,00 тис. доларів США.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ВІДОБРАЖЕНО У ПУБЛІКАЦІЯХ:

1. Сычков А. Б. Оптимизация качественных характеристик углеродистой катанки из непрерывнолитой заготовки малого сечения / А. Б. Сычков, В. Ю. Костыря, Э. В. Парусов // Строительство, материаловедение, машиностроение : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : ПГАСА, 2003. - Вып. 22. - Ч.1. - С. 100-104.

2. Современные требования к качеству катанки для металлокорда / В. В. Парусов, А. М. Нестеренко, Э. В. Парусов, А. Б. Сычков, И. В. Деревянченко, М. А. Жигарев // Стальные канаты : Сб. научн. тр. - Одесса : Астропринт, 2003. - С. 104-116.

3. Разупрочняющая термомеханическая обработка проката из углеродистой стали / В. В.Парусов, А. Б. Сычков, В. А. Луценко, Э. В. Парусов // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2003. - № 6. - С. 54-56.

4. Критериальная оценка влияния неметаллических включений на обрывность при волочении кордовой проволоки из стали 70 / Э. В. Парусов, А. М. Нестеренко, В. А. Луценко, А. Б. Сычков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : Візіон, 2004. - Вып. 7. - С. 216-220.

5. Взаимосвязь толщины и удельной массы окалины на поверхности высокоуглеродистой катанки / В. В. Парусов, Э. В. Парусов, И. Н. Чуйко, А. Б. Сычков, И. В. Деревянченко // Строительство, материаловедение, машиностроение : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : ПГАСА, 2004. - Вып. 27. - Ч.2. - С. 26-29.

6. Влияние регулируемого охлаждения на качественные показатели катанки различного назначения / В. А. Луценко, В. В. Парусов, э. в. Парусов, А. И. Сивак, И. Н. Чуйко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : Візіон, 2004. - Вып. 9. - С. 142-148.

7. Развитие научных и технологических основ производства проката в мотках / В. В. Парусов, В. Г. Черниченко, О. В. Парусов, А. Б. Сычков, Э. В. Парусов, С. Ю. Жукова // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : Візіон, 2004. - Вып. 8. - С. 284-303.

8. Технологичность высокоуглеродистой катанки на метизном переделе / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, В. А. Луценко, А. Б. Сычков, В. В. Артемов, Л. И. Демьянова // Стальные канаты : Сб. науч. тр. - Одесса : Астропринт, 2005. - С. 110-116.

9. Современные научные и технологические аспекты производства высокоэффективных видов катанки различного назначения / В. А. Луценко, Э. В. Парусов, В. А. Тищенко, А. В. Кекух, Ю. Д. Костенко, А. Б. Сычков // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2005. - № 1 . - С. 58-63.

10. Эффективность применения бора при производстве катанки / В. В. Парусов, О. В. Парусов, Э. В. Парусов, В. Г. Черниченко, А. Б. Сычков, М. А. Жигарев // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2005. - № 5 . - С. 44-46.

11. Режим двухстадийного охлаждения катанки из стали 80КРД на линии Стилмор / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, М. Ф. Евсюков, А. И. Сивак, А. Б. Сычков // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - № 3 . - С. 64-67.

12. Влияние химического состава высокоуглеродистой катанки на деформационное упрочнение при волочении / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, В. А. Луценко, И. Н. Чуйко, Д. Н. Тогобицкая, А. Б. Сычков, В. А. Маточкин, Г. Н. Кобыльков, В. В. Артемов // Строительство, материаловедение, машиностроение : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : ПГАСА, 2006. - Вып. 36. - Ч.1. - С. 114-119.

13. Взаимосвязь структурных, механических и технологических характеристик катанки из стали 80 КРД / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, В. А. Луценко, А. Б. Сычков, О. В. Парусов, И. Н. Чуйко // Стальные канаты : Сб. научн. тр. - Одесса : Астропринт, 2007. - С. 155-161.

14. Обоснование выбора оптимальных характеристик качества катанки из высокоуглеродистой стали / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, В. А. Луценко, А. Б. Сычков, О. В. Парусов, И. Н. Чуйко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : Візіон, 2006. - Вып. 13. - С. 255-259.

15. Влияние повторного нагрева на содержание азота в катанке из электростали 80КРД, микролегированной бором / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, О. В. Парусов, А. Б. Сычков, С. Ю. Жукова, М. А. Жигарев // Строительство, материаловедение, машиностроение : Сб. научн. тр. - Днепропетровск : ПГАСА, 2007. - Вып. 41 . - Ч.1. - С. 109-112.

16. Влияние химического состава на структурные и механические характеристики высокоуглеродистой катанки из стали 70КРД-80КРД, микролегированной бором / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, Д. Н. Тогобицкая, О. В. Парусов, А. Б. Сычков // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2007. - № 4. - С. 63-66.

Додатково наукові результати відображені в публікаціях:

17. Обеспечение показателей качества катанки для металлокорда / В. В. Парусов, И. В. Деревянченко, А. Б. Сычков, А. М. Нестеренко, Э. В. Парусов, М. А. Жигарев // Металлург. - 2005. - № 11. - С. 45-51.

18. Высокоуглеродистая катанка из стали, микролегированной ванадием / В. В. Парусов, А. Б. Сычков, И. В. Деревянченко, А. В. Перчаткин, Э. В. Парусов, М. А. Жигарев // Металлург. - 2004. - № 12. - С. 63-68.

19. Пат. 322, Молдова, С21Д1/02, С21Д8/06. Способ изготовления проката из углеродистой стали / А. Н. Савьюк, А. Б. Сычков, А. А. Олейник, И. В. Деревянченко, В. В. Парусов, О. В. Парусов, Э. В. Парусов, С. М. Жучков; заявитель и патентообладатель совместное закрытое акционерное общество «Молдавский металлургический завод» - № 06100355 ; заявл. 21.06.2006 ; опубл. 21.08.2006, «Право и общество», № 3, 2006.

20. Оптимальные характеристики качества катанки из высокоуглеродистой стали / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, В. А. Луценко О. В. Парусов, И. Н. Чуйко, А. Б. Сычков // Специализированный журнал ”Метизы”, ассоциация ”Росметиз”. - 2006. - № 3 (13). - С. 34-36.

АНОТАЦІЇ

Парусов Э. В. Разработка химического состава и режимов термомеханической обработки катанки повышенной деформируемости из электростали для производства высокопрочного металлокорда. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.16.01 - ”Металловедение и термическая обработка металлов”. - Институт черной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины, г. Днепропетровск, 2008.

В работе решена актуальная научно-техническая задача - разработаны химический состав и технология термомеханической обработки катанки из электростали марки 80КРД, микролегированной бором, обеспечивающие повышение деформируемости при волочении и экономию материальных и энергетических ресурсов при производстве металлокорда высокой прочности.

Изучена кинетика превращений аустенита при непрерывном охлаждении в борсодержащей (В_0,0015 %) электростали марки 80КРД с содержанием базовых легирующих элементов (С - 0,83 % ; Mn - 0,56 % ; Si - 0,17 %) и построена термокинетическая диаграмма. Показано, что бейнитное превращение при скоростях охлаждения меньших критической (< 73⁰С/с) отсутствует, а при скоростях менее 20⁰С/с структура стали состоит, в основном, из перлита.

Методами математического моделирования показано влияние химического состава на структуру и свойства катанки.

Установлены соотношения между основным структурным параметром катанки из борсодержащей стали 80КРД - дисперсностью перлита и другими качественными характеристиками: механическими свойствами, глубиной обезуглероженного слоя, массой окалины на поверхности.

Установлено, что с учетом влияния на дисперсность перлита в стали 80КРД, деформационное старение и технологическую пластичность катанки-проволоки оптимальное значение соотношения B/N составляет 0,20…0,25.

Показано, что при раскладке катанки из стали 80КРД на витки при температурах более 925⁰С бор способствует повышению дисперсности перлита, а при температурах менее 925⁰С - снижению дисперсности перлита по сравнению с катанкой базовой стали, не содержащей бор.

На уровне изобретения (патент Молдовы № 322, с приоритетом от 21.06.2006г.) разработаны режимы ТМО катанки из стали 80КРД.

Разработан экспресс-метод определения удельной массы окалины в зависимости от ее толщины на поверхности катанки.

Разработан критерий деформируемости высокоуглеродистой катанки в кордовую проволоку диаметром 0,15…0,35 мм, который представляет собой отношение суммарной площади неметаллических включений в поперечном сечении кордовой проволоки к площади этого сечения и определяется с учетом максимального и среднего значений временного сопротивления проволоки, регламентируемого нормативными документами.

Катанка из борсодержащей электростали марки 80КРД имеет повышенную деформируемость, позволяющую волочить ее с однократным патентированием в кордовую проволоку диаметром 0,35…0,20 мм, используемую для изготовления металлокорда высокой прочности, типа 9Л20/35НТ.

Ключевые слова: микролегированная сталь, химический состав, бор, дисперсность, перлит, термокинетическая диаграмма, макро- и микроструктура, механические свойства, обезуглероженность.

Парусов Е. В. Розробка хімічного складу та режимів термомеханічної обробки катанки підвищеної деформованості з електросталі для виробництва високоміцного металокорду. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спецільністю 05.16.01 - ”Металознавство та термічна обробка металів”. - Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, м. Дніпропетровськ, 2008.

У роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу - розроблено хімічний склад та технологію термомеханічної обробки катанки з електросталі марки 80КРД, мікролегованої бором, які забезпечують підвищення деформованості при волочінні і економію матеріальних та енергетичних ресурсів при виробництві металокорду високої міцності.

Вивчено кінетику перетворень аустеніту при безперервному охолодженні в борвмісній (В _ 0,0015 %) електросталі марки 80КРД зі вмістом базових легуючих елементів (С - 0,83 % ; Mn - 0,56 % ; Si - 0,17 %) і побудовано термокінетичну діаграму. Показано, що бейнітне перетворення при швидкостях охолодження менших за критичну (< 73⁰С/с) відсутнє, а при швидкостях менших 20⁰С/с структура сталі складається переважно з перліту.

Методами математичного моделювання показано вплив хімічного складу на структуру й властивості катанки.

Встановлено співвідношення між основним структурним параметром катанки з борвмісної сталі 80КРД - дисперсністю перліту та інших якісних характеристик: механічними властивостями, глибиною зневуглецьованого шару, масою окалини на поверхні.

Встановлено, що з урахуванням впливу на дисперсність перліту в сталі 80КРД, деформаційне старіння та технологічну пластичність катанки-дроту оптимальне значення співвідношення B/N становить 0,20...0,25.

Показано, що при розкладці катанки зі сталі 80КРД на витки при температурах більших за 925⁰С - бор сприяє підвищенню дисперсності перліту, а при температурах менших - 925⁰С - зниженню дисперсності перліту в порівнянні з катанкою базової сталі, що не містить бор.

На рівні винаходу (патент Молдови № 322 з пріоритетом від 21.06.2006) розроблено режими ТМО катанки зі сталі 80КРД.

Розроблено експрес-метод визначення питомої маси окалини залежно від її товщини на поверхні катанки.

Розроблено критерій деформованості високовуглецевої катанки в кордовий дріт діаметром 0,15...0,35 мм, що визначається відношенням сумарної площі неметалічних включень у поперечному перерізі кордового дроту до площі цього перерізу.

Катанка з борвмісної електросталі марки 80КРД має підвищену деформованість, що дозволяє волочити її з однократним патентуванням у кордовий дріт діаметром 0,35...0,20 мм, який використовується для виготовлення металокорду високої міцності, типу 9Л20/35НТ.

Ключові слова: мікролегована сталь, хімічний склад, бор, дисперсність, перліт, термокінетична діаграма, макро- і мікроструктура, механічні властивості, зневуглецьованість.

Parusov E. V. Development of the chemical compound and modes of thermomechanical treatment of the rod increased deformability from the electrosteel for manufacture high-tensile metal cord.

The dissertation on competition of a scientific degree of Candidate of technical science scientific on speciality 05.16.01 - ” Metallurgical science and thermal processing of metals”. Iron and Steel Institute named Z. I. Nekrasov, NAS of Ukraine, Dnepropetrovsk, 2008.

In dissertation work the actual scientific and technical problem is solved - the chemical compound and technology of the thermomechanical treatment of the rod from the electric steel of grade 80 microalloyed by boron are developed. It has provided increasing of deformability of the rod at wiredraw and economy material and energy resources by manufacture of the metal cord high strength.

The kinetics of the transformations of austenitic is studied at continuous cooling in the boron-containing (В - 0,0015 % wt.) electric steel of grade 80KRD, containing base elements ( % wt. C - 0,83 ; Mn - 0,56 ; Si - 0,17). The termokinetic diagram is constructed. It is shown, that bainitic transformation at the cooling rates smaller critical (< 73 ⁰С/с) is not realized, and at the cooling rates less 20 ⁰С/с the structure of steel consists basically of perlite.

Influence of the chemical compound on structure and properties of the rod is shown by methods of mathematical modelling.

Dependences between the basic structural parameter of the rod from boron-containing steel 80KRD - dispersity of perlite and other qualitative characteristics: mechanical properties, depth of the decarbonized layer, weight of oxide scale on the surface are established.

It is established, that in view of influence on dispersity of perlite in steels 80KRD, strain aging and technological plasticity of the rod-wire optimum value of ratio B/N makes 0,20 … 0,25.

It is shown, that boron promotes increase of dispersity of perlite at destacking of the rod from steel 80KRD on coils at temperatures more 925⁰С, and at temperatures less 925⁰С - to decrease in dispersity of perlite in comparison with the rod from the base steel is not containing boron.