д.т.н., профессор, заведующий кафедрой технологий обработки материалов
Dr. Sci. (Eng.), Professor
д.т.н., профессор кафедры технологий металлургии и литейных процессов
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Technology of Metallurgy and Foundry Processes”
к.т.н., доцент кафедры технологий обработки материалов
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Materials Processing Technologies
младший научный сотрудник НИС
Cand. Sci. (Eng.), Junior Researcher of Scientific Research Sector (chukindmitry@gmail.com)
к.т.н., научный сотрудник кафедры технологий обработки материалов
Cand. Sci. (Eng.), Research Engineer, Research Associate of Scientific Research Sector
В настоящее время значительное распространение получают напряженные железобетонные конструкции различного назначения, в которых, как правило, создаются напряжения сжатия в бетоне и напряжения растяжения – в арматуре. При этом напрягаемая арматура лучше воспринимает нагрузки, которые оказывают на нее внешние силы в течение всего срока службы сооружения, что позволяет увеличить нагрузку на конструкцию по сравнению с конструкцией с ненапрягаемой арматурой или при прежней величине нагрузки уменьшить размеры конструкции и достичь экономии бетона и стали. Одной из актуальных задач современного метизного производства принято считать разработку технологии изготовления наноструктурированных арматурных канатов, которые являются основным элементом напряженных железобетонных конструкций ответственного назначения. Важнейшей операцией этой технологии является патентирование, в результате которого сталь приобретает структуру высокодисперсной феррито-карбидной смеси (ФКС), обладающую высокой прочностью и в то же время способностью к деформационному воздействию с большими степенями обжатия. В работе исследовано влияние увеличения скорости движения заготовки в агрегате патентирования на формирование структуры и механических свойств сталей марок 80, 70 и 50 с целью определения возможности повышения производительности патентировочного агрегата без снижения прочностных и пластических характеристик стали при производстве заготовки для наноструктурированных арматурных канатов для железобетонных напряженных строительных конструкций ответственного назначения. Для определения температурно-временных параметров термической обработки с использованием исследовательского комплекса Gleeble 3500 построены диаграммы изотермического распада переохлажденного аустенита сталей указанных марок. Проведен качественный и количественный анализ микроструктуры с определением межпластиночного расстояния ФКС при разных скоростях движения заготовки в агрегате патентирования. Выполнены испытания механических свойств при растяжении. Установлено, что при всех скоростях обработки обеспечиваются практически одинаковые и оптимальные для последующего волочения значения межпластиночного расстояния ФКС в пределах 0,1 – 0,2 мкм. Благодаря формированию при патентировании дисперсной структуры ФКС достигается повышение прочности заготовки, которая при последующем волочении может выдерживать большие обжатия без обрывов. Показано, что при производстве патентированной заготовки для наноструктурированных арматурных канатов можно увеличить скорость движения в патентировочном агрегате до 5 м/мин, а, следовательно, и производительность без снижения прочностных и пластических характеристик заготовки.
At present, intensive reinforced concrete constructions of various purposes have got considerable distribution, in which, as a rule, compressive stresses in concrete and stretching in the reinforcement are created. At the same time, the prestressed reinforcement better perceives the loads exerted on it by external forces during the whole lifetime of the construction, which allows increasing the load on the structure in comparison with the construction with non-tensioning reinforcement or at the same load value to reduce the dimensions of the construction and achieve savings in concrete and steel. One of the urgent problems of modern hardware production is considered to be development of the technology of nanostructured reinforcing ropes manufacturing, which are the main element of stressed reinforced concrete constructions for responsible use. The most important technological operation is patenting in which steel acquires the structure of a fine ferrite-carbide mixture (FCM), which has high strength and, at the same time, the deformation ability with large degrees of compression. The authors have investigated the effect of increasing speed of rod movement in the patenting unit on the structure and mechanical properties formation in steel of grades 80, 70 and 50 with the aim of determining the possibility to increase the productivity of the patenting unit without reducing the strength and plastic characteristics of steel in the production of nanostructured reinforcing ropes billets for reinforced concrete stressed constructions for responsible use. To determine temperature-time parameters of heat treatment, the isothermal diagram decomposition of the undercooled austenite was constructed using Gleeble 3500 research complex. A qualitative and quantitative analysis of the microstructure with the determination of the FCM interlamellar spacing was carried out at different speeds of the rod movement in the patenting unit. The mechanical properties under tension were tested. It was established that at all processing speeds, the values of the FCM interlamellar spacing in the range 0.1 – 0.2 μm are practically identical and optimal for the subsequent drawing. Due to the formation in the patenting of the disperse structure of FCM, an increase in the strength of the billet is achieved, which, with subsequent drawing, can withstand large crimps without breakage. It is shown that in the production of patented nanostructured billets for reinforcing ropes, one can increase the speed in patenting unit to 5 m/min without reduction of strength and plastic characteristics of the billet.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.