397 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
397
Материал и методика экспериментального исследования
Материалом исследования служила низкоуглеродистая сталь обыкновенного качества
Ст3пс. Сталь была выплавлена в ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат».
Химический состав стали определяли на эмиссионном спектрометре ARL 4460. Результаты
приведены в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав обрабатываемой стали Ст3п
с
Марка
стали
№
плавки
Содержание элементов, % (вес.)
C Mn Si
P
S
Cr
Cu Ni
Ст3пс 060886 0,19 0,54 0,07 0,013 0,028 0,3 0,07 0,03
Для прокатки листа с использованием ДТЦО из слитка вырезали сляб размером
165×500×1800 мм. Термоциклическую прокатку сляба проводили в ОАО «НКМК» на
листопрокатном стане 500. Один цикл термоциклической прокатки сляба и заготовок
включал нагрев до 1300 °С, выдержка 2-2,5 ч, обжатие 10-15 % и охлаждение на воздухе до
температуры ниже А
r1
. Было проведено 5 циклов обработки, причем в 1-ом и 3-ем циклах
охлаждение проводили до 500-550 °С, а в остальных циклах – до 50-100 °С. Обжатие по
циклам вели по маршруту 165→140→120→110→100→90 мм и далее до толщины листа 5 мм
по технологии листопрокатного цеха ОАО «НКМК». При достижении длины раската 2500
мм его разрезали на две половины по 1200-1250 мм каждая. Из полученного листа были
вырезаны образцы размером 5×20×100 мм и термоциклически прокатаны до толщины 4, 3, 2
и 1 мм за 1-5 циклов обработки. Перед деформацией образцы нагревали до 850 °С и
выдерживали в течение 30 минут, охлаждали до температуры прокатки 750 °С. Степень
обжатия в циклах для разных толщин равнялась 20, 25, 30, и 50 % соответственно. Отжиг
листовых образцов проводили в печах сопротивления СНОЛ 2.2, 5.2/12,5-И1. Для
исследования микроструктуры стали использовали оптический микроскоп ЛабоМет-И1, а
для измерения электрического сопротивления применяли установку NORMA М88,
собранную по схеме двойного моста Томсона. Образцы для измерения электрического
сопротивления имели квадратное сечение со сторонами 1-5 мм и длину 100 мм. Погрешность
метода определения удельного сопротивления составляла 0,05·10
-8
Ом·м.
Результаты и обсуждение
Микроструктура горячекатаного листа из стали Ст3пс, прокатанной по
промышленной режиму и с использованием термоциклической деформации, состоит из
равномерно распределенных, зерен феррита и колоний перлита [10]. Однако
предварительная термоциклическая прокатка приводит некоторому уменьшению среднего
размера зерна феррита от 8 до 6 мкм по сравнению с зерном в структуре листа,
изготовленного по промышленному режиму, а также к уменьшению размера перлитных
колоний и их объемной доли. Определение удельного электрического сопротивления
листовой стали показало, что после предварительной ДТЦО (прокатка) его величина
составляет 16,8∙10
-8
Ом∙м, что на 3-5 % ниже, чем у листовой стали промышленного
производства. Влияние циклов деформации на удельное электрическое сопротивление стали,
изготовленной с ДТЦО, при дальнейшей термоциклической прокатке с 5 до 1 мм показано на
рис. 1.