Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ), Волгоград:

М. Ю. Чубуков, аспирант; канд. техн. наук

Д. В. Руцкий, доцент; докт. техн. наук

Н. А. Зюбан, профессор, кафедра «Технология материалов», tecmat@vstu.ru

ЦЗЛ, АО «ВТЗ», Волжский, Россия:

Д. П. Усков, главный специалист по материаловедению

В данной работе установлено, что кованая оправка обладает более благоприятной макроструктурой (отсутствие пор и несплошностей, наличие мелкодисперсной микроструктуры) по сравнению с литой. Положительный эффект, достигаемый путем измельчения структуры во время деформации, может быть уменьшен на стадии выплавки за счет образования неметаллических включений. Кованая оправка имеет большую загрязненность неметаллическими включениями, что снижает качество оправок. Используемый режим отжига позволяет получить окисный слой толщиной не более 155 мкм с благоприятным развитием структуры внутреннего и поверхностного окисных слоев и прочным сцеплением с основным слоем металла, однако данная толщина слоя является недостаточной. Исследование на электронном сканирующем микроскопе выявило структуру приграничного слоя, прилегающего к поверхности металла. Он имеет сталагмитообразное строение и представляет собой оксидно-металлическую композицию, содержащую хаотично расположенные частицы из оксидов железа и никеля и других легирующих элементов, входящих в состав стали. Способ изготовления оправок (литье в песчано-глинистую форму или механическая обработка
кованой заготовки) не влияют на толщину и состав образующихся окисных слоев при отжиге.

Работа выполнена в рамках гранта РФФИ №. HK 15-08-08098/15.

1. Вавилкин Н. М., Гончаров В. С., Бодров Д. В. и др. Особенности износа водоохлаждаемых оправок при прошивке легированных сталей // Известия вузов. Черная металлургия. 2009. № 7. С. 37–40.
2. Серин К., Пехле Х. Й. Повышенная стойкость инструмента горячей обработки при производстве бесшовных труб // Черные металлы. 2015. № 3. С. 59–67.
3. Serin K., Pehle H. J. Improved service life of hot forming tools in seamless tube plants // Stahl und Eisen. 2014. Vol. 134. Issue 11. P. 161–174.
4. Сычева С. С., Петрова В. Ф., Кустова А. Н., Дубцов Ю. Н. Исследование причин разрушения прошивных оправок из стали 20Х2Н4МФ // Известия Волгоградского гос. техн. ун-та. Серия «Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении». Вып. 11. Межвуз. сб. науч. ст. / отв. редактор Ю. П. Трыков. – Волгоград, 2015, № 5. С. 122–124.
5. Соколов Г. Н., Литвиненко-Арьков В. Б., Лысак В. И. Способы повышения ресурса прошивных оправок трубопрокатных станов // Заготовительные производства в машиностроении. 2011. № 11. С. 10–14.
6. Чувага А. П., Фискин Б. М., Фролочкин В. В., Баландина Л. А. Повышение стойкости оправок стана пресс-валковой прошивки на ТПА 159-426 // Сталь. 2000. № 2. С. 51–51.
7. Cui Xiang-Hong. Shan Jun, Yang Zi-Run, Wei Minxian, Wang Shu-Qi, Dong Chuang. Alloying design for high wear-resistant cast hot-forging die steels // Journal of Iron and Steel Research. 2008. Vol. 15(4). Р. 67–72.
8. Kazuhiro Shimoda et al. Seamless metal tube producing method : pat. 1593411 А1 Japan : Int. Cl/B21B 19/04, B21B 25/00. № 03777358.7 ; date of filling 08.12.2003 ; date of publication 09.11.2005.
9. Akira Yorifuji et al. Plug and mandrel bar for seamless steel pipe rolling operation for manufacturing seamless steel pipe : pat. 6202463 B1 US : Int. B21B 17/10, B21B 19/04. № 09/214935 ; date of filling 22.12.1997 ; date of publication 09.06.1998.
10. Ханкин Г. О., Бродский В. М., Лисовая Г. В. Сравнительная характеристика водоохлаждаемых оправок прошивного стана, изготовленных различными способами // Сталь. 2004. № 8. С. 60–62.
11. Червяков А. Н., Киселева С. А., Рыльникова А. Г. Металлографическое определение включений в стали : учеб. пособие. – М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1962. – 250 с.
12. Виноград М. И. Включения в стали и ее свойства. – М. : Металлургиздат, 1963. – 252 с.
13. Пат. 250817 DE, МПК В 21 В 25/00. Способ изготовления инструмента для горячей деформации / К. Серин, Х. Й. Пеле; СМС МЕЕР ГМБХ (DE), 2015.
14. https://www.stahleisen.de/Portals/stahleisen/11-TT-Pehle_Originalversion.pdf.
15. Сазоненко И. О., Земцов В. А., Юрчак А. Н. К вопросу повышения стойкости оправок прошивных станов // Литье и металлы. 2012. № 4. С. 135–138.
16. Темлянцев М. В., Михайленко Ю. Е. Окисление и обезуглероживание стали в процессах нагрева под обработку давлением. – М. : Теплотехник, 2006. – 200 с.
17. Перепятько В. Н., Темлянцев Н. В., Темлянцев М. В., Михайленко Ю. Е. Нагрев стальных слябов. – М. : Теплотехник, 2008. – 192 с.