Вплив кристалографії та дисперсності пластинчастого перліту в катанці на структуру й властивості дроту

Abstract

UK: Сталі перлітного класу являють собою природний композит, що складається на мікроструктурному рівні з пластин цементиту й фериту, сполучені решітки яких мають орієнтаційні зв'язки як з вихідним аустенітом, так і між собою. Основним видом сполучення між решітками цементиту й фериту в перліті є співвідношення Ісайчева: (103)ц || (110)ф і (010)ц || (111)ф, що призводить до утворення решітки співпадаючих вузлів і, як наслідок, - низькоенергетичних міжфазних границь типу Z13. Підвищення дисперсності перліту призводить до підвищення питомої площі міжфазних границь між цементитом і феритом, внаслідок чого зростає кількість спеціальних границь, знижується товщина пластин цементиту та підвищується деформованість при волочінні вуглецевої сталі. При холодній деформації шляхом волочіння відбуваються процеси деформаційного зміцнення катанки-дроту з вуглецевої сталі та переорієнтація перлітних колоній до осі волочіння на кут, який залежить від ступеня деформації. Безперервне підвищення міцності та падіння пластичних властивостей (відносного звуження, числа перегинів і скручувань) при волочінні патентованою високовуглецевої сталі зі ступенями деформації більше 78 % пояснюється частковою деструкцією пластин цементиту, що приводить до блокування вуглецем дислокацій в феритних пластинах.

RU: Стали перлитного класса представляют собой естественный композит, состоящий на микроструктурном уровне из пластин цементита и феррита, сопряженные решетки которых имеют ориентационные связи как с исходным аустенитом, так и между собой. Основным видом сопряжения между решётками цементита и феррита в перлите является соотношение Исайчева: (103)ц || (110)ф и (010)ц || (1ЇЇ)ф, что приводит к образованию решётки совпадающих узлов и, как следствие, - низкоэнернетических межфазных границ типа Z13. Повышение дисперсности перлита приводит к повышению удельной площади межфазных границ между цементитом и ферритом, вследствие чего возрастает количество специальных границ, снижается толщина пластин цементита и повышается деформируемость при волочении углеродистой стали. При холодной деформации путем волочения происходят процессы деформационного упрочнения катанки-проволоки из углеродистой стали и переориентация перлитных колоний к оси волочения на угол, зависящий от степени деформации. Непрерывное повышение прочностных и падение пластических свойств (относительного сужения, числа перегибов и скручиваний) при волочении патентированной высокоуглеродистой стали со степенями деформации более 78 % объясняется частичной деструкцией пластин цементита, приводящей к блокированию углеродом дислокаций в ферритных пластинах.

EN: Steels of pearlitic grade are natural composites which, on their micro-structural levels, consist of cementite and ferrite plates with their conjugated grids having orientation bonds with the both, the austenite and between each other. The major type of cementite and ferrite grids’ conjugation is described by the Isaychev’s ratio: (103)c || (110)f and (010)c || (1l1)f, which results in forming of the coinciding nodes grid, which, therefore, leads to low-power interphase boundaries of Z13 type. Increasing of perlite’s dispersibility results in increasing of the specific area of the interphase boundaries between cementite and ferrite. This, in turn, leads to the number of specific boundaries. The width of cementite plates decreases, and, therefore, the drawing ability of carbon steels is increased. In the course of cold deforming, the mechanical hardening of wire rod made of carbon steel takes place along with re-orienting of pearlite colonies to the axis of drawing at the angle which depends of the deformation degree. Continuous increasing of tensile strength and dropping of plasticity (reduction of cross-section area, number of kinks and twists) in the course of drawing of patented high-carbon steel with its deformation degree over 78 % can be explained by partial destruction of cementite plates resulting in blocking of ferrite plates’ dislocations by carbon.