EoW May 2012

Техническая статья

Справочная литература

Предел прочности на разрыв, МПа

Относительное равномерное удлинение, %

Общее удлинение, %

Nt Nb

Базисная сталь

2106

1.1

2.1

41 12

1. R.J. Glodowski, “Nitrogen strain aging in ferritic steels”, Wire Journal Intl. , pp. 70-75, Jan. 2005. 2. B. Yalamanchili, J.B. Nelson, P.M. Power and D. Lanham, “North Star Steel Texas’s experience with boron additions to low-carbon steel”, Wire Journal Intl. , pp. 90-94, Nov. 2001. 3. B. Yalamanchili, P.M. Power and D. Lanham, “A technical review of industrial practices for decreasing the strain hardening rate of low carbon steel wire”, Wire Journal Intl. , pp. 108-111, July 2005. 4. I.D. McIvor, “Microalloyed very low carbon steel rod”, Ironmaking and Steelmaking , Vol. 16, No. 1, pp. 55-63, 1989. 5. A.R. Franks and A. Kirkcaldy, “The effect of boron on the properties of electric arc-sourced plain carbon wiredrawing qualities”, Wire Journal Intl. , pp. 100-113, May 1998. 6. B. Marin, A. Bell, Z. Idoyaga, V. Colla and L.M. Fernandez, “Optimisation of the Influence of Boron on the Properties of Steel”, ECSC Technical Steel Research Contract No 7210-PR/355 , 2007. 7. P. Hesse and M. Klemm, “Additions of Boron in High Carbon Wire Rods”, Proc. of the Wire Association International International Conference , Zakopane, Poland, 1999. 8. E. De Moor, D.K. Matlock, P.M. Power, B. Yalamanchili, W. Van Raemdonck, R.J. Glodowski, “Effect of Boron Alloying on the Mechanical Properties of High Carbon Wire Rods”, Proceedings of Interwire 2011, Atlanta, GA, Wire Association International. 9. Ph. Maitrepierre, J. Rofes-Vernis and D. Thivellier, “Structure-Properties Relationships in Boron Steels,” Proc. of the Intl. Symposium on Boron in Steel , eds. S.K. Banerji and J.E. Morral, AIME, Milwaukee, Wi. Sept. 18, 1979, pp. 1-18. 10. D.T. Llewellyn and W.T. Cook, “Metallurgy of Boron-Treated Low-Alloy Steels”, Metals Tech ., Vol. 1, no. 12, 1974, pp. 517- 529. 11. M. Ueda and K. Uchino, “Steel Rail Having Excellent Wear Resistance and Internal Breakage Resistance, and Method of Producing the same,” U.S. Patent 5 830 286, Nov. 1998. 12. E. De Moor, D.K. Matlock, W. Van Raemdonck, B. Yalamanchili, P.M. Power, R.J. Glodowski:“Effect of Boron Alloying on Austenite Decomposition in 0.80C Wire Rod Grades”, Proc. of the Intl.Tech. Conf. of the Wire Association Intl ., Monterrey, Mexico, 18-20 Oct. 2010, pp. 1-6 .

Сталь, легированная бором Высоколегированная сталь с высоким содержанием бора

2096

1.3

2.4

42 11

2087

1.4

2.5

41 9

▲ ▲ Таблица 4. Механические свойства при растяжении: предел прочности на разрыв (UTS), относительное равномерное удлинение (UE) и общее удлинение (TE) тянутой проволоки диаметром 1 мм после патентирования

Предел прочности на разрыв, МПа

Относительное равномерное удлинение, %

Общее удлинение, %

Nt Nb

Базисная сталь

2263

0.4

1.5

35 11

Сталь, легированная бором Высоколегированная сталь с высоким содержанием бора

2283

0.4

1.5

36 10

2257

0.4

1.5

36 8

▲ ▲ Таблица 5. Механические свойства при растяжении: результаты оценки предела прочности на разрыв (UTS), относительного равномерного удлинения (UE) и общего удлинения (TE) патентированной проволоки диаметром 1 мм после испытания на старение при температуре 150 ºC в течение одного часа

относительного удлинения при разрыве снизились до 0,4 % (равномерное удлинение) и 1,5 % (общее удлинение). Аналогичные значения удлинения были получены для всех сплавов. Количество витков до обрыва также было аналогичным для всех сплавов, хотя и меньшим, нежели в образцах, не подвергнутых старению. Тенденция к уменьшению числа знакопеременных изгибов с увеличением содержания бора вновь наблюдается в образцах в состаренном состоянии. При этом для всех сталей их число в образцах в состаренном состоянии примерно на один изгиб меньше, чем в образцах в несостаренном состоянии. Это предполагает, что легирование бором не оказывает существенного влияния на пластичность при том количестве азота, которое содержалось в исследуемом материале. Следует отметить, что содержание азота в изучаемых плавках, составляющее приблизительно 40 весовых частей на миллион, является нижним пределом его содержания в сталях, производство которых ведется в промышленных масштабах. Выводы Изучено влияние, которое оказывает легирование бором стали с содержанием углерода 0,80 % на связывание «свободного» азота в примеси внедрения. В лабораторных условиях в дополнение к базисному сплаву, не содержащему бора, подготовлены плавки металла с массовым отношением бора к азоту, составляющем 1,4 и

2,4, выполнены горячая прокатка, волочение, патентирование, а также дополнительное волочение заготовок с уменьшением диаметра до конечной величины, равной 1 мм. Проведены исследования микроструктуры и оценка механических свойств при растяжении. Выявлено ограниченное влияние, которое легирование бором оказывает на свойства проволоки и, в частности, на пластичность при кручении, с учетом того количества азота, которое содержалось в исследуемом материале. В образцах из высоколегированной стали с высоким содержанием бора наблюдалось снижение предела прочности при растяжении. n признательность обра зова тельному Международной ассоциации производителей кабелей и кабельного оборудования за оказанную финансовую поддержку, а также компанию «Тимкен» за предоставленные образцы стали, подготовленные в лабораторных условиях. Авторы также сердечно благодарят за оказанную помощь спонсоров Центра перспективных исследований в области технологий обработки стали и производства металлопродукции – совместного отраслевого университетского научно- исследовательского комплекса при Колорадской горной школе. Доверительному фонду Выражение признательности Авторы выражают глубокую

Advanced Steel Processing and Products Research Centre Colorado School of Mines 1500 Illinois Street Golden, CO 80401, USA Тел : +1 303 273 3025 Факс : +1 303 273 3016 Адрес электронной почты : info@aspprc.mines.edu Web-страница : www.aspprec.mines.edu NV Bekaert SA President Kennedypark 18 BE-8500, Kortrijk Belgium Тел : +32 562 305 11 Факс : +32 562 305 43 Web-страница : www.bekaert.com

82

EuroWire – май 2012 г.