Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

1 1
1 Novokuznetsk Branch – Institute of Kemerovo State University

При обработке металлов давлением пластичность является одной из важных характеристик. Помимо химического состава стали, температуры нагрева, скорости деформации, напряжен­ного состояния, пластичность весьма чувствительна к структуре стали и некоторым факторам, которые связаны с особенностями выплавки, внепечной обработки, раскисления и разливки стали [1]. В связи с этим даже стали одинакового химического состава, выплавленные в конвер­тере и дуговой сталеплавильной печи, модифицированные разными элемен­тами при прочих равных условиях могут иметь различную пластичность. Ха­рактерно, что металл корковой и осевой зоны одного слитка из непрерывно-литой заготовки (НЛЗ) также имеет различную пластичность, которая при высоких температурах во многом зависит от температурного режима нагрева и времени выдержки при данных температурах этой стали.

При производстве рельсов из НЛЗ особенно важно обеспечить не только прогрев, но и создать благоприятные условия для хорошей проработки осевых зон при пластической деформации [2]. В этой связи изучение влияния температуры нагрева в трёх зонах (корковая зона, зона столбчатых кристаллов и центральная зона) НЛЗ из рельсовой электростали, микролегированной ванадием, на структурообразование и пластическую деформацию является целесообразным, поскольку это позволит скорректировать температуру нагрева заготовки из этой стали под прокатку [3].

В настоящей работе были проведены испытания цилиндрических образцов стали марки Э76Ф, вырезанных из трех зон (корковой, вытянутых кристаллов и центральной) НЛЗ на высокотемпературное кручение.

Образцы нагревались до температур 950, 1050, 1150, 1250 °С, затем выдерживались 5, 10, 15 минут при каждой температуре, после чего проводилось кручение со скоростью вращения активного захвата ~60 об/мин до излома. Данная скорость кручения выбиралась, исходя из формулы А.П. Чекмарева и З.Л. Риднера [3]. За величину предельной степени деформации металла до разрушения (критерий пластичности) принималась степень деформации сдвига (Λ), которая зависит от полученного количества оборотов, рабочего диаметра и рабочей длины образца. Время выдержки выбиралось от 5 до 15 минут, исходя из двухстороннего нагрева в печи сопротивления и, руководствуясь рекомендациям авторов [4], время выдержки выбиралось из расчета 1 минута на 1 мм сечения.

Начиная с температуры испытаний, равной 950 °С, и выдержках 5, 10 и 15 минут, наблюдается плавное увеличение степени деформации сдвига, во всех зонах с максимумом при температуре 1150 °С. Дальнейшее повышение температуры приводит к ее резкому падению. Снижение степени деформации сдвига можно объяснить, исходя из структурообразования во всех зонах НЛЗ после пластической деформации. Микроструктура образцов, испытанных при температуре 1250 °С, состоит из слоя частичного обезуглероживания толщиной ~0,5 мм, переходящего в слой ~0,2 мм с перегретой структурой видманштедт с величиной зерна № 2. После этого слоя располагается структура перегретой рельсовой стали с зерном № 1. Возникновение дефектных структур с большой величиной зерна приводят к потере пластичности, этим и обусловлено падение степени деформации сдвига после кручения выше температуры 1150 °С.

Таким образом, экспериментально установлено, что наилучшая температурная пластичность рельсовой стали марки Э76Ф наблюдается при температуре 1150 °С во всех зонах НЛЗ.