На свойства стали

Качество заготовки во многом определяет высокое качество готовой продукции. Наилучшие технологии волочения не могут обеспечить требуемых механических свойств готовой проволоки, если качество катанки неудовлетворительно.

Для производства канатной проволоки применяется углеродистая сталь, со следующим химическим составом: 0, 30÷ 0, 75 % С; 0, 40÷ 0, 70 % Мn; 0, 17÷ 0, 37 % Si; не более 0, 04 % S, не более 0, 04 % Р; не более 0, 15% Сr [1].

Для производства канатов специального назначения применяются нержавеющие стали, содержащие 8 % Ni, 18 % Сr.

Углерод резко влияет на свойства стали и способность ее к волочению. Изменение механических свойств катанки взависимости от содержания в ней углерода показано на рис.1. Канатная катанка, содержащая в среднем 0, 5 % С, допускает общее обжатие в 60÷ 70 %.

Кремний способствует получению раскисленной однородной и плотной стали, повышает предел прочности при растяжении и предел упругости. Однако, диспергированные в металле мельчайшие зернышки кремния, вызывают быстрый износ волоки.

Марганец, введенный в жидкую сталь, ослабляет вредное влияние кислорода (в виде FeO) и серы (в виде FeS) образуя соединения МnО и MnS, легко выделяющиеся в шлак; частично остающиеся в металле включения МnО и MnS не оказывают существенного влияния на протягиваемость металла. У холоднотянутой проволоки марганец (в пределах 0, 4÷ 0, 7 %) увеличивает предел прочности при растяжении, не оказывает влияния на вязкие свойства холоднотянутой проволоки.

Сера обладает способностью к усиленной ликвации, вызывает красноломкость стали; способствует ржавлению металла, затрудняет оцинкование и лужение проволоки. Содержание серы в канатной проволоке не должно превышать 0, 03 %.

Рис. 1. Изменение механических свойств катанки диаметром 5, 02 мм в зависимости от содержания углерода: 1 – предел прочности при растяжении, 2 – относительное сжатие, 3 – относительное удлинение, 4 – число скручиваний до разрушения, 5 – число изгибов до разрушения

Фосфор также обладает повышенной склонностью к ликвации, что обусловливает его неравномерное распределение в объеме метала, вызывает появление хрупкости при низких температурах, ухудшает способность стали к волочению, затрудняет травление и покрытие проволоки защитными металлами. Содержание фосфора в канатной проволоке не должно превышать 0, 03 %.

Алюминий содержится в стали в твердом растворе или в виде мельчайших частиц глинозема А1₂0₃. При волочении проволоки, особенно тончайших размеров, частицы глинозема быстро разрабатывают волоку, действуя, как наждачная пыль.

Хром увеличивает закаливаемость стали и повышает ее устойчивость против коррозии, повышает предел прочности при растяжении, ухудшает вязкие свойства проволоки. При патентировании проволоки, хром задерживает изотермический распад аустенита, что нередко вызывает образование хрупких мартенситовых участков. Поэтому хром является нежелательной примесью в канатной проволоке, максимальное содержание его не должно превышать 0, 15 %.

Медь в количестве до 0, 8 % повышает предел прочности при растяжении и предел текучести холоднотянутой проволоки, повышает стойкость стали против коррозии (при добавлении 0, 2 % меди, стойкость стали против коррозии возрастаете в 4÷ 5 раз), незначительно понижает вязкость проволоки, задерживает распад аустенита еще в большей степени, чем хром.

Для производства канатной проволоки употребляется исключительно углеродистая сталь, стали с легирующими добавками применения не получили. Небольшие добавки легирующих примесей (за исключением кобальта), изменяя структуру сорбита, ухудшают его способность к холодной деформации; прочность проволоки из легированных сталей возрастает медленнее, а пластические свойства понижаются быстрее, чем у проволоки из углеродистых сталей.