Rola obróbki cieplno-plastycznej w kształtowaniu struktury i właściwości mechanicznych stali przeznaczonych do walcowania walcówki

• Autorzy: Niewielski G. , Kuc D. , Hadasik E. , Bednarczyk I. , Schindler I.

Warianty tytułu

EN

The role of heat-plastic treatment in shaping the structure and mechanical properties of steel types meant for rolling wire rods

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów procesu walcowania na podatność do plastycznego odkształcania, właściwości mechaniczne i strukturę stali gatunku 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 przeznaczonych do walcowania walcówki w nowoczesnej walcowni ciągłej. Ocenę plastyczności dokonano w próbie skręcania na gorąco przy użyciu plastometru skrętnego, w zakresie temperatury walcowania walcówki od 850 do 1150oC z prędkością odkształcenia 0,1, 1 i 10 s-1. Określono zależności naprężenia uplastyczniającego od odkształcenia oraz wielkości charakteryzujące podatność takie, jak: maksymalne naprężenie uplastyczniające, wartość odkształcenia odpowiadająca maksymalnemu naprężeniu oraz odkształcenie do zniszczenia. Wielkości te uzależniono od temperatury i prędkości odkształcenia oraz od energii aktywacji i parametru Zenera–Hollomona. Na podstawie przeprowadzonych badań plastometrycznych dla stali 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 stwierdzono, że charakteryzują się dużą odkształcalnością – sięgającą wartości odkształcenia granicznego ɛg powyżej wartości 20 w najniższej temperaturze odkształcania – i ciągłym zwiększaniem odkształcalności ze wzrostem temperatury. Natomiast wartości maksymalnego naprężenia uplastyczniającego są zróżnicowane w zależności od gatunku badanej stali, a w większym stopniu zależy od temperatury i prędkości odkształcania. Badania dotyczące wpływu parametrów walcowania i chłodzenia na ilościowe cechy mikrostruktury perlitu i właściwości mechaniczne walcówki realizowano na modelowych walcarkach w VSB Ostrawa. Badania mikrostruktury badanych stali 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 po badaniach plastometrycznych oraz próbach walcowania przeprowadzono przy użyciu technik mikroskopii świetlnej i skaningowej. Dodatkowo ilościową analizę mikrostruktury stali perlitycznej wykonano z zastosowaniem nowego programu komputerowego „PILS” – Perlite Inter-Lamellar Spacing.

EN

The paper presents the tests results of influence of the rolling process parameters on the liability to plastic deformation, mechanical properties and structure of steel types 23MnB4, 30MnB4, C45 and C70 meant for rolling wire rods in a modern continuous mill. The plasticity assessment was conducted with the use of hot torsion test using torsial plastometer in rolling temperature range for the wire rod from 850 to 1150oC with deformation speed of 0.1, 1 and 10 s-1. The dependencies of yield stress to deformation were determined together with values characterising the liability such as: maximum yield stress, value of deformation equivalent to maximum stress and deformation to failure. Those values were dependent on temperature and speed of deformation as well as activation energy and Zener-Hollomon parameter. It was stated, on the basis of conducted plastometric tests of steel types 23MnB4, 30MnB4, C45 and C70 that they are characterised with big deformability reaching the value of boundary deformation ɛg above the value of 20 in the lowest deformation temperature and constant increase of deformability with the increase of temperature. However, the values of maximum yield stress vary de-pending on tested steel type and they are more dependent on temperature and speed of deformation. Tests concerning the influence of rolling parameters and cooling on the quantitative features of pearlite microstructure and mechanical properties of wire rods were conducted on model rolling mills in VSB Ostrava. Microstructure tests of steel types 23MnB4, 30MnB4, C45 and C70 after plastometric tests and rolling tests were conducted with the use of light and scanning microscopy. Additionally, quantitative analysis of microstructure of pearlitic steel was conducted with the use of new computer program “PILS” – Pearlite Inter-Lamellar Spacing.

Słowa kluczowe

PL

walcówka; stale węglowe; obróbka cieplno-plastyczna; plastyczność na gorąco; struktura; właściwości mechaniczne

EN

wire rod; carbon steel; heat-plastic treatment; hot plasticity; structure; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 29, nr 2
• Strony: 193--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Niewielski G.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Kuc D.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Hadasik E.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Bednarczyk I.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Schindler I.

• VSB – TUO, Department of Materials Forming FMMI – Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, 17. listopadu 15, Ostrava – Poruba, Czechia

Bibliografia

• [1] Grosman Franciszek, Dariusz Woźniak. 2001. „Nowoczesne linie walcowania walcówki”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze (3): 97–104.
• [2] Laber Konrad, Henryk Dyja, Bartosz Koczurkiewicz. 2015. “Analysis of industrial conditions during multi-stage cooling of C70D high-carbon steel wire rod”. Materials Testing 57 (4): 301–305.
• [3] Grosman Franciszek, Eugeniusz Hadasik. 2005. Technologiczna plastyczność metali. Badania plastometryczne. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [4] Hadasik Eugeniusz, Adam Płachta, Dariusz Kuc, Grzegorz Niewielski. 2006. „Badania plastyczności stali przeznaczonych do walcowania walcówki”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze 8: 334–336.
• [5] Hadasik Eugeniusz, Adam Płachta, Marek Tkocz, Grzegorz Niewielski, Kazimierz Ducki. 2014. „Badania plastometryczne metodą skręcania stali przeznaczonych do walcowania walcówki”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze 9: 579–583.
• [6] Schindler Ivo, Jozef Boruta. 1994. „Obliczanie i zastosowanie energii aktywacji dla procesu przeróbki plastycznej na gorąco”. Archives of Metallurgy 4: 471–491.
• [7] Schindler Ivo, Josef Boruta. 1998. Utilization Potentialities of the Torsion Plastometer. Silesian University of Technology.
• [8] Kuc Dariusz, Grzegorz Niewielski, Iwona Bednarczyk, Ivo Schindler. 2016. „Wpływ temperatury walcowania i warunków chłodzenia na właściwości i strukturę stali 23MnB4 przeznaczonej do spęczania na zimno”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze 8: 413–415.
• [9] Kuc Dariusz, Janusz Szala, Iwona Bednarczyk. 2016. „Wpływ temperatury walcowania na właściwości i mikrostrukturę stali C70 przeznaczonej na walcówkę”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze 8: 348–350.
• [10] Kuc Dariusz, Szala Janusz, Niewielski Grzegorz. 2017. „Wpływ obróbki cieplnej i plastycznej na mikrostrukturę i właściwości stali C70D”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze 8: 397-–399.
• [11] Szala Janusz, Dariusz Kuc. 2015. „Określenie morfologii mikrostruktury stali perlitycznej walcowanej na gorąco”. Hutnik – Wiadomości Hutnicze 8: 499–504.