Determination of the values of microstructural and mechanical parameters of a pearlitic 0.7%C-0.60/0.70%Mn steel wire rod enabling to achieve high ability to drawing with the use of large cross section reduction

• Autorzy: Woźniak Dariusz , Garbarz Bogdan , Żak Artur , Marcisz Jarosław , Adamczyk Mariusz , Walnik Bartłomiej

Identyfikatory

DOI

10.32730/imz.2657-747.19.3.4

Warianty tytułu

PL

Określenie wartości parametrów mikrostrukturalnych i mechanicznych walcówki ze stali perlitycznej 0,7%C-0,60/0,70%Mn warunkujących wysoką podatność do ciągnienia z dużym odkształceniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper contains the results of microstructure investigation and measurement of mechanical properties of five batches of 5.5 mm diameter wire rod made of 0.7%C-0.60/0.70%Mn (C70D2/C72D2) carbon-manganese pearlitic steel, manufactured by five producers. The paper presents the analysis aimed at determining the values of parameters characterising the microstructure and mechanical properties of the wire rod allowing drawing with total a cross section reduction above 90%. The required values of wire rod microstructural parameters were determined on the assumption that they are achievable in existing contemporary production lines for wire rod rolling and controlled cooling after rolling. Physical drawing simulations, a wide range of quantitative microstructure tests using light microscopy and scanning electron microscopy, and measurement of mechanical properties were performed. Drawability verification trials with large cross section reduction were performed in an industrial wire drawing plant.

PL

Artykuł zawiera wyniki badań mikrostruktury i pomiarów właściwości mechanicznych pięciu partii walcówki ze stali perlitycznej węglowo-manganowej 0,7%C-0,60/0,70%Mn (C70D2/C72D2) o średnicy 5,5 mm, wytworzonych przez pięciu producentów. Przedstawiono analizę mającą na celu ustalenie wartości parametrów charakteryzujących mikrostrukturę i właściwości mechaniczne walcówki, umożliwiające zastosowanie w procesie ciągnienia sumarycznego odkształcenia powyżej 90%. Wymagane wartości parametrów mikrostrukturalnych walcówki ustalono dla warunków możliwych do uzyskania w istniejących współczesnych liniach walcowania i regulowanego chłodzenia po walcowaniu. Wykonano symulacje fizyczne ciągnienia, szeroki zakres ilościowych badań mikrostruktury metodami mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej oraz pomiary właściwości mechanicznych. Próby weryfikacyjne podatności do ciągnienia z dużym odkształceniem sumarycznym wykonano w przemysłowej ciągarni drutu.

Słowa kluczowe

EN

pearlitic wire rod; microstructure; mechanical properties; intense deformation drawing

PL

walcówka perlityczna; mikrostruktura; właściwości mechaniczne; ciągnienie z dużym odkształceniem

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukaszewicz - Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Journal of Metallic Materials
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 71, no. 3
• Strony: 16--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Woźniak Dariusz

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Ferrous Metallurgy

autor

Garbarz Bogdan

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Ferrous Metallurgy

autor

Żak Artur

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Ferrous Metallurgy

autor

Marcisz Jarosław

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Ferrous Metallurgy

autor

Adamczyk Mariusz

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Ferrous Metallurgy

autor

Walnik Bartłomiej

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Ferrous Metallurgy

Bibliografia

• [1] E. Brandaleze. Structural Evolution of Pearlite in Steels with Different Carbon Content under Drastic Deformation during Cold Drawing. Procedia Materials Science, 2015 (8), p. 1023-1030.
• [2] J.M. Hyzak, I.M. Bernstein. The Role of Microstructure on the Strength and Toughness of Fully Pearlitic Steels. Met. Trans. A, 1976, 7 (8), p. 1217-1224.
• [3] K. Nordell, L. Pohjala, M. Rastas. Improvement in drawability of high carbon wire rod. J. Mater. Process. Technol. 1994, 45, p. 557-561.
• [4] H. Rastegari, A. Kermanpur, A. Najafizadeh. Investigating the effects of short time austenitizing and cooling rate on pearlitic microstructure and mechanical properties of a hot rolled plain eutectoid carbon steel. Materials and Design, 2015, 67, p. 217-223.
• [5] W.Y. Choo, C.M. Bae. Drawing Behavior of Pearlitic Steel Wire Rods Controlled by Boron Addition in Medium Carbon Steel. ISIJ International, 2002, 42 (Supplement), p. S47-S51.
• [6] S. Cao. Production practice of C82DA high carbon steel wire rod for conversion to wire. In: 3rd Int. Conf. IC3ME. China, Guangzhou, 27-28 June 2015, p. 147-150.
• [7] S. Cao. Development of 72A high carbon wire rod for bead wire. In: Int. Conf. ICACIE. India, Odisha, 21-23 December 2016, p. 123-126.
• [8] N. Ridley. A Review of the Data on the Interlamellar Spacing of Pearlite. Met. Trans. A, 1984, 15 (6), p. 1019-1036.
• [9] B. Garbarz. Stale mikrostopowe przeznaczone na wyroby kute. Prace IMŻ, 1991, 43 (3–4), p. 23-41.
• [10] A.R. Marder, B.L. Bramfitt. The Effect of Morphology on the Strenght of Pearlite. Metall. Trans. A, 1976, 7 (3), p. 365-372.
• [11] P.C. Campbell, E.B. Hawbolt, J.K. Brimacombe. Microstructural Engineering Applied to the Controlled Cooling of Steel Wire Rod - Part II Microstructural Evolution and Mechanical Properties Correlations. Metall. Trans. A, 1991, 22 (11), p. 2779-2790.
• [12] F.B. Pickering, B. Garbarz. The effect of transformation temperature and prior austenite grain size on the pearlite colony size in vanadium treated pearlitic steels. Scripta Metall., 1987, 21 (3), p. 249-253.
• [13] F.B. Pickering, B. Garbarz. Strengthening in pearlite formed from thermomechanically processed austenite in vanadium steel, and implications for toughness. Mater. Sci. Technol., 1989, 5 (3), p. 227-237.
• [14] I. Jain, S. Lenka, S.K. Ajmani, S. Kundu. An Approach to Heat Transfer Analysis of Wire Loops Over the Stelmor Conveyor to Predict the Microstructural and Mechanical Attributes of Steel Rods. J. of Thermal Science and Engineering Appl., 2016, 8 (2), p. 1-11.
• [15] H. Yada, M. Murakami, M. Ochiai, T. Mori, J. Tominaga. Controlled cooling of wire rods. Nippon Steel Tech. Rep., 1983, 21, p. 203-215.
• [16] M. Yilmaz. Failures during the production and usage of steel wires. Journal of Materials Processing Technology, 2006, 171 (2), p. 232-239.
• [17] Y. Ji, H. Tang, P. Lan, Ch. Shang, J. Zhang. Effect of dendritic morphology and central segregation of billet castings on the microstructure and mechanical property of hot-rolled wire rods. Steel Research Int., 2017, 88 (8), p. 1-14.
• [18] R. Bhattacharya, G. Jha, S. Kundu, R. Shankar, N. Gope. Influence of cooling rate on the structure and formation of oxide scale in low carbon steel wire rods during hot rolling. Surface & Coatings Technology, 2006, 201 (3), p. 526-532.
• [19] Polski Komitet Normalizacyjny. PN-EN ISO 16120-1:2017-07. Walcówka ze stali niestopowej przeznaczona do produkcji drutu - Część 1: Wymagania ogólne. Warszawa: PKN, 2018.
• [20] Polski Komitet Normalizacyjny. PN-EN ISO 16120-2:2017-04. Walcówka ze stali niestopowej przeznaczona do produkcji drutu - Część 2: Wymagania dla walcówki ogólnego przeznaczenia. Warszawa: PKN, 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).