Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,899

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ НАГРЕВА РЕЛЬСОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛИ НА СТРУКТУРУ И ПЛАСТИЧЕСКУЮ ДЕФОРМАЦИЮ

Симачев А.С. 1 Осколкова Т.Н. 1
1 Новокузнецкий филиал-институт ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»
1. Темлянцев М.В., Гаврилов В.В., Корнева Л.В. и др. О выборе температурных режимов нагрева под прокатку непрерывно-литых заготовок рельсовой электростали // Изв. вуз. Чёрная металлургия. – 2005. – № 5. – С. 47-49.
2. Дзугутов М.Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. – М.: Металлургия, 1977. – 479 с.
3. Лозинский М.Г. Строение и свойства металлов и сплавов при высоких температурах. – М.: Металлургиздат, 1963. – 535 с.

Пластичность рельсовой стали при высоких температурах во многом зависит от температурно-временного режима нагрева. При производстве рельсов из непрерывно-литых заготовок (НЛЗ) особенно важно обеспечить не только прогрев, но и создать благоприятные условия для хорошей проработки осевых зон при пластической деформации [1]. В этой связи изучение влияния температуры нагрева в трёх зонах (корковая зона, зона столбчатых кристаллов и центральная зона заготовки) НЛЗ из рельсовой электростали на структурообразование и пластическую деформацию является целесообразным, поскольку это позволит скорректировать температуру нагрева заготовки из этой стали под прокатку, что повысит качество готового проката [2].

Объектом исследования была рельсовая сталь марки Э76Ф, химический состав которой соответствует ГОСТ 51685 – 2000. Образцы из одной НЛЗ вырезались из трёх зон для проведения испытаний на высокотемпературное кручение по ГОСТ 3565 – 80. Температура испытаний составляла 950, 1050, 1150 и 1250 °С со временем выдержки 5, 10 и 15 минут при каждой температуре. Высокотемпературная пластичность рельсовой стали определялась по числу оборотов до разрушения образца.

Высокотемпературное кручение производилось на установке, состоящей из нагревательной печи и двух валов, один из которых – вращающийся. Скорость вращения вала была приближена к скорости проката чистовой клети рельсобалочного производства (~60 об/мин).

Экспериментально было установлено, что с повышением температуры нагрева возрастает пластичность стали. Максимальное число оборотов до разрушения металла наблюдалось при температуре 1150 °С во всех трех зонах, следовательно, степень деформации сдвига оказывалась максимальной при этой температуре, после чего отмечалось резкое падение пластичности.

Образцы, подверженные нагреву до температур 1150 и 1250 °С и выдержанные в течение 10 минут с дальнейшим испытанием на кручение, изучались металлографически. Отмечается тенденция формирования структур в трех зонах НЛЗ, заключающаяся в образовании двух слоев: 1) частичного поверхностного обезуглероживания; 2) слоя со структурой, соответствующей перегретому состоянию: игольчатый феррит (видманштедт) или ферритная сетка [3].

Образцы, нагретые до температуры 1150 °С с выдержкой 10 минут после кручения имеют слой частичного поверхностного обезуглероживания ~0,2…0,3 мм во всех трех зонах НЛЗ. Ниже наблюдается сплошная ферритная сетка, которая переходит в разорванную на глубине ~0,5…0,6 мм от поверхности. Величина зерна в данной области по ГОСТ 5639-82 – № 4…№ 5.

Образцы из трех зон НЛЗ рельсовой стали, нагретые до 1250 °С с выдержкой 10 минут после кручения имеют различные микроструктуры. В корковой зоне после испытаний поверхностный слой с величиной зерна № 3 представлен структурой видманштедт ~0,15…0,2 мм. Далее слой частичного поверхностного обезуглероживания толщиной ~0,5 мм, плавно переходит в структуру основного металла. В зоне столбчатых кристаллов наблюдается частичное обезуглероживание толщиной ~0,5 мм от поверхности образца, после которой выявлена перегретая структура рельсовой стали с величиной зерна № 2. Наибольшее поверхностное обезуглероживание отмечено в образце центральной зоны НЛЗ (~0,6…0,7 мм), за которым следует структура рельсовой стали с величиной зерна № 1 по всему сечению.

Таким образом, на основе экспериментальных данных установлено, что оптимальной температурой начала прокатки НЛЗ рельсовой стали Э76Ф, является температура 1150 0С, поскольку при данной температуре отмечаются наилучшие показатели пластичности во всех зонах слитка. Более высокие температуры прокатки способствуют снижению пластичности.


Библиографическая ссылка

Симачев А.С., Осколкова Т.Н. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ НАГРЕВА РЕЛЬСОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛИ НА СТРУКТУРУ И ПЛАСТИЧЕСКУЮ ДЕФОРМАЦИЮ // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 3. – С. 161-162;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=34141 (дата обращения: 04.07.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074