Проволока патентированная что это
Патентирование
где С – содержание углерода в стали, %; Д – диаметр проволоки, мм.
Повышение температуры аустенитизации при патентировании необходимо для обеспечения лучшей гомогенизации и крупнозернистости аустенита (размер зерна № 2. 3), большей изотермичности распада переохлажденного аустенита. Образующаяся при этом структура однородного сорбита обладает отличной деформируемостью волочением, позволяет применять многократное волочение проволоки с суммарным обжатием до 95% без промежуточной термической обработки. При волочении патентированной проволоки с большим суммарным обжатием в ней формируется однородная волокнистая структура, обеспечивающая сочетание высокой прочности с достаточной пластичностью, стойкость к перегибам и скручиваниям.
Патентирование может являться как промежуточной операцией термической обработки, так и финишной.
При волочении катанки металл нагартовывается и для придания ему пластичности в промышленности используется промежуточная термическая обработка патентирование, режим которой включает нагрев металла до температур подкритической области (
550-650 0 С), выдержку и охлаждение.
На рис.83 приведены структуры перлита (а), сорбитообразного перлита (б) и смешанной структуры с участком бейнита (в) катанки из высокоуглеродистой стали 90 после непрерывного охлаждения из аустенитной области с различными скоростями.
Возможен вариант использования режима патентирования как финишной обработки для придания высокого уровня прочностных свойств металлу проволоки. Патентированию подвергают стали с содержанием углерода от
Следует еще рассмотреть процесс патентирования, разработанный Кидиным И.Н. и сотрудниками. Один из таких методов предполагает электрический (скоростной) нагрев проволоки до температуры аустенитзации, деформирование в валках на 25-30% и охлаждение на воздухе. При таком процессе поверхностные слои металла интенсивно (со скоростью до 2500-3000 0 С\сек охлаждаются в валках до температуры 350-400 0 С. После прокатки происходит некоторое повышение температуры металла и стабилизация до 500-550 0 С. Аустенит стали после такой обработки отличается наличием мелкого зерна, повышенной плотностью дислокаций и микронеоднородностью состава, что существенно уменьшает его устойчивость при охлаждении. Распад аустенита происходит через 1-2 сек после стабилизации температуры и завершается через 3-4 сек (практически в изотермических условиях). Прочностные свойства стали после такой обработки выше, по сравнению с классической, а пластичность несколько ниже, но в пределах требований к канатной проволоке.
1. Структура перлита и конструктивная прочность стали / Л. И. Тушинский [и др.]. – Новосибирск: Наука, 1993. – 278 с.
2.Потемкин К. Д. Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки / Потемкин К. Д. – М.: Металлургиздат, 1963. – 120 с.
4. Долженков И. Е. Сфероидизация карбидов в стали / И. Е. Долженков, И. И. Долженков. – М.: Металлургия, 1984. – 143 с.
5. Гриднев В. Н. Прочность и пластичность холоднодеформированной стали / Гриднев В. Н. Гаврилюк В.Г., Мешков Ю. Я.– Киев: Наукова думка, 1974 – 232 с.
7.Функе П. Влияние режима патентирования на структуру и механические свойства катанки из высокоуглеродистой стали / П. Функе, Г. Краутмахер, Р. Кольгрюбер // Черные металлы. – 1982. – №2. – С. 28– 35.
Проволока патентированная что это
ГОСТ Р 58136-2018
(EN 10270-1:2011)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПРОВОЛОКА СТАЛЬНАЯ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРУЖИН
Проволока стальная холоднотянутая патентированная пружинная из нелегированной стали
Steel wire for mechanical springs. Patented cold drawn unalloyed spring steel wire
Дата введения 2019-01-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий» (ФГУП «ВНИИ СМТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 146 «Метизы»
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.
Внесение указанных технических отклонений направлено на учет особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации, и целесообразность использования ссылочных национальных и межгосударственных стандартов вместо ссылочных международных стандартов.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном европейском стандарте, приведены в приложении ДА
Введение
Настоящий стандарт является составной частью комплекса стандартов под общим названием «Проволока стальная для механических пружин», в который входят:
— ГОСТ Р 58136-2018 (EN 10270-1:2011) «Проволока стальная для механических пружин. Проволока стальная холоднотянутая патентированная пружинная из нелегированной стали»;
— ГОСТ Р 58126-2018 (EN 10270-2:2011) «Проволока стальная для механических пружин. Проволока стальная пружинная закаленная в масле и отпущенная»;
— ГОСТ Р 58127-2018 (EN 10270-3:2011) «Проволока стальная для механических пружин. Проволока пружинная из нержавеющей стали».
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт распространяется на стальную холоднотянутую патентированную проволоку круглого сечения из нелегированной стали, предназначенную для изготовления механических пружин, эксплуатируемых в статическом и динамическом режимах.
1.2 Кроме положений настоящего стандарта следует применять общие технические требования к поставкам, установленные в действующих нормативных документах*.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1497-84** (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ 33439 Металлопродукция из черных металлов и сплавов на железоникелевой и никелевой основе. Термины и определения по термической обработке
ГОСТ Р ИСО 14284 (ИСО 14284:1996) Сталь и чугун. Отбор и подготовка образцов для определения химического состава
ГОСТ Р 53845 (ИСО 377:1997) Прокат стальной. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний
ГОСТ Р 58078 (EN 10244-2:2009) Проволока стальная и изделия из нее. Покрытия из цветных металлов на стальной проволоке. Покрытия из цинка и цинковых сплавов
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:
3.1 патентированная холоднотянутая проволока (patented cold drawn wire): Проволока, полученная методом холодного волочения исходного материала, который подвергают соответствующей термической обработке (патентированию) в соответствии с ГОСТ 33439, позволяющей материалу приобрести микроструктуру, способствующую дальнейшей прокатке или волочению.
4 Классификация
Выбор класса пружинной проволоки зависит от уровня напряжений, который она будет испытывать при эксплуатации, и режима работы. Если пружина предназначена для работы при статических нагрузках или нечастых динамических нагрузках, используют класс проволоки для статического режима (S). Для работы в режиме частых или практически постоянных динамических нагрузок, а также если требуется пружина с малым числом витков или стабильным радиусом витка, используют класс проволоки для динамического режима (D). В зависимости от уровня выдерживаемых нагрузок производимая пружинная проволока делится на три класса: с низким, средним или высоким уровнем временного сопротивления.
Классы пружинной проволоки приведены в таблице 1.
Патентирование
Для получения высокопрочной канатной, пружинной и рояльной проволоки применяют изотермическую обработку, которая известна с 70-годов XIX в. и получила название патентирования.
Проволоку из углеродистых сталей, содержащих от 0,45 до 0,85%С, нагревают в проходной печи до температуры на 150 — 200 °С выше Ас3, пропускают через свинцовую или соляную ванну с температурой 450 — 550 °С и наматывают на приводной барабан. Распад аустенита проходит около изгиба С-кривой вблизи нижней границы температурного интервала перлитного превращения (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали).
По выходе из ванны проволока имеет феррито-цементитную структуру с очень малым межпластиночным расстоянием. Ее принято называть сорбитом патентирования и трооститом. Избыточный феррит или вторичный цементит не успевают образоваться и вся структура является квазиэвтектоидной.
В получении высокопрочного состояния патентирование играет двоякую роль. Bo-первых, благодаря ему проволока способна выдерживать большие обжатия при холодной протяжке без обрывов. Это обеспечивается структурой тонкопластинчатого перлита и отсутствием зерен избыточного феррита, вызывающего обрывы при сильном натяжении. Во-вторых, после холодной пластической деформации феррито-цементитная смесь, в которой межпластиночное расстояние еще меньше, чем после патентирования, обеспечивает сочетание высокой прочности с вязкостью при скручивании и изгибе.
Границы между пластинами феррита и цементита представляют непроницаемые барьеры для дислокаций, и предел прочности патентированной проволоки подчиняется соотношению Холла — Петча, в котором d для данного случая — межпластиночное расстояние.
Высокая температура нагрева при патентировании (обычно 870 — 920 °С) необходима для гомогенизации аустенита. Скорость движения проволоки должна быть такой, чтобы время пребывания в ванне было несколько больше времени окончания перлитного превращения. В противном случае по выходе проволоки из ванны аустенит, не успевший претерпеть перлитный распад, превращается в нижний бейнит или мартенсит и пластические свойства проволоки резко снижаются.
При патентировании толстой проволоки из-за теплового эффекта превращения она может слишком разогреться, структура огрубится, поэтому температуру ванны поддерживают вблизи нижней границы рекомендованного интервала 450 — 550 °С.
Хотя патентирование и специфический процесс, но по главному классификационному признаку — типу фазовых превращений — он относится к отжигу 2-го рода, являясь одной из разновидностей изотермических обработок.
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Патентированная проволока
Большое преимущество патентированной проволоки состоит в том, что навитые из нее пружины не нужно закаливать. Больше того, если пружину, навитую из патентированной проволоки, зака-лить, то упругие свойства ее могут стать даже несколько ниже, так как при нагреве под закалку снимается наклеп. [3]
Заметим, что Патентированная проволока обладает более высокой прочностью и упругостью, чем проволока, закаленная и отпущенная после волочения: в первом случае к упрочнению, достигаемому при термической обработке, добавляется механическое упрочнение при волочении, тогда как во втором случае это механическое упрочнение значительно уменьшается в результате рекристаллизации, происходящей при нагреве под закалку. Именно поэтому и не следует подвергать закалке пружины, навитые из патентированной проволоки. [4]
На деформированных образцах патентированной проволоки дифференциация структурных составляющих весьма затруднительна из-за их значительной дисперсности, поэтому микротвердость при нагрузках 50 г и выше должна приближаться к твердости по Виккерсу. [5]
В результате некоторых исследований [47] установлено, что выносливость холоднотянутой патентированной проволоки возрастает с уменьшением количества переменных нагрузок ( напряжений) между паузами отдыха, что подтверждается практикой эксплоатации подъемников, при которой срок службы канатов снижается с увеличением частоты подъема. [9]
Сравнительно малые с ярко выраженной пластинчатой формой области когерентного рассеяния в цементите патентированной проволоки при деформации уменьшаются в основном за счет снижения их длины и ширины; при этом наблюдается и падение их толщины [ 307, с. [10]
Механические свойства, особенно проволоки малых диаметров ( до 2 мм), сильно повышаются и достигают величин, не уступающих получаемым в патентированной проволоке из легированной стали ( фиг. [11]