EoW May 2011

Техническая статья

▼ ▼ Рис. 9. Эпюра деформационного упрочнения исследуемых образцов проволоки из нержавеющей стали Напряжение (MPa) напряжения происходит разделение с образованием пустот. В настоящем исследовании использовался программный комплекс трехмерного конечно-элементного моделирования Marc Mentat 2008r1 компании MSC. Результаты анализа методом конечных элементов соотносятся с результатами экспериментальных исследований. Вне зависимости от того, присутствуют инородные частицы в микроструктуре проволоки или на ее поверхности, они не подвергаются деформации ввиду присущей им твердости, причем даже при многократном волочении. Это дает высокое значение Di/Do, и, как следствие, увеличивается напряжение волочения, и повышается вероятность обрыва проволоки. 4. Анализ процесса волочения проволоки с поверхностными трещинами Поверхностные трещины образуются на катанке или проволоке вследствие неправильной обработки в процессе литья, горячей прокатки, волочения или транспортировки, либо в результате ненадлежащей намотки проволоки 6. В таблице 2 представлена классификация 7 трещин, которые образуются на поверхности катанки во время прокатки в верхнем горизонте; между тем, четкого решения данной проблемы не существует. В частности, лишь в небольшом числе исследований сообщается о поверхностных трещинах, образующихся при волочении. 8–11 В настоящем исследовании образцы катанки, на поверхности которых в процессе литья и прокатки образовались кольцевые трещины, используются в качестве исходной проволоки и подвергаются многократному

Направление волочения

2 прохода

Исходная проволока

1 проход

▲ ▲ Рис. 7. Деформация сетчатой структуры после многократного волочения проволоки с инородными частицами на поверхностном участке по результатам анализа методом конечных элементов

Трещина

Волока

A

A

1 площадь поперечного сечения до и после обработки

0

Поперечная трещина

Направление волочения

▲ ▲ Рис. 8. Модель волочения проволоки

Морфология и отличительные признаки

Внешний вид

Описание

Плена

Расслоение; поверхность катанки зачищена

Поперечная трещина

Трещина, ориентированная перпендикулярно направлению прокатки

Наплыв

Ламеллярные трещины на поверхности

Криволинейная трещина, образовавшаяся вследствие царапания поверхности металла в направлении прокатки Риска, образовавшаяся в результате вдавливания посторонних включений, например, металлической стружки

Царапина

Вкатанные инородные частицы

Дефект, образовавшийся в результате непрерывного вдавливания металла в направлении прокатки

Подрез

▲ ▲ Таблица 2. Классификация трещин на поверхности катанки 7

Анализ методом энергодисперсионной спектрометрии показал, что инородные частицы состояли из карбида железа с незначительным содержанием Ni. Размер частиц составил 0,53x0,27 мм, а отношение Di/Do – приблизительно 0,2. Предполагается, что обрыва проволоки не произошло вследствие малой величины Di/Do. На рис. 7 представлены результаты, полученные при конечно- элементноманализепроцессаволочения проволоки с инородными частицами в приповерхностной зоне. На границе контакта инородных частиц и проволоки между ними существует механическая связь. При многократном волочении на границе контакта под воздействием механического

главным вследствие эрозионного износа проволоки, волоки или сопутствующего оборудования, либо могут формироваться из пыли в воздухе. В зависимости от формы и твердости инородных частиц существует возможность обрыва проволоки (см. рис. 5). В качестве иллюстрации на рис. 6 представлены изображения проволоки с инородными частицами на поверхности, полученные с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ) и ЭДС по окончании процесса волочения. Проволока изготовлена из аустенитной нержавеющей стали. образом

Деформация

75

EuroWire – май 2011 г.