EFFECT OF CARBON CONTENT IN STEEL WIRE ON RESIDUAL STRESSES IN MONOLITHIC DRAWING
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2025-10-47-55Keywords:
drawing, wire, die angle, drawing speed, residual stress, simulationAbstract
In this paper, numerical simulation experiments were performed to determine residual stresses in the wire after drawing in a monolithic die. The effect of carbon content in steel on the sign and level of axial, radial, and tangential residual stresses was investigated. The analysis showed that, regardless of the reduction value and die angle, an increase in the carbon content in steel leads to an increase in tensile axial stresses near the wire surface and an increase in compressive axial stresses in the central part of the wire cross-section. When the carbon content changes from 0.1 to 0.65% C, the tensile residual stresses in the surface sections of the wire increase by 150–200 MPa. Radial residual stresses in the surface layers of the wire, regardless of the studied process parameters and carbon content, are close to zero. In the central part of the wire, radial stresses have a negative sign, i. e., are compressive An increase in the carbon content leads to a slight (20–70 MPa) increase in stress. Increasing the carbon content in steel leads to increased tangential stresses, both compressive in the central sections and tensile in the surface sections. To reduce the negative impact of residual stresses on the properties of finished wire, when developing drawing technology and routes, it is necessary to take into account the influence of process parameters, chemical composition and, as a consequence, the mechanical properties of the wire on the sign and level of axial, radial and tangential stresses. A promising approach for the drawing process could be to obtain qualitative and quantitative relationships reflecting the influence of drawing process parameters (reduction, die angle, friction coefficient, drawing speed, and diameter) on residual stresses in the wire.
References
Курганов С. В., Леонтьева-Смирнова М. В. Моделирование методом конечных элементов холодной де-формации стальных тонкостенных труб // Сталь. 2024. № 1. С. 23–27. EDN: GQCNNC.
Шимов Г. В., Серебряков А. В., Серебряков А. В. Прогнозирование остаточных напряжений в трубах после безоправочного волочения // Черные металлы. 2019. № 11. С. 11–16. EDN: CWFZDA.
Покровский А. М., Авагимов С. С., Дубовицкий Е. И. Расчет эксплуатационных напряжений в магистраль-ном нефтепроводе с учетом остаточных сварочных напряжений // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2016. № 9. С. 123–137. DOI: 10.7463/0916.0846629. EDN: XBGCAR.
Болдырев Д. А., Попова Л. И., Прасолов С. Г. Оценка влияния механической и термической обработки на уровень остаточных напряжений в детали «барабан тормозной» // Сборка в машиностроении, приборо-строении. 2022. № 1. С. 42–44. DOI: 10.36652/0202-3350-2022-23-1-42-44. EDN: JKULFP.
Змеева Н. А. Определение остаточного напряжения на металлокорде химическим методом // Литье и ме-таллургия. 2019. № 2. С. 72–75. DOI: 10.21122/1683-6065-2019-2-72-75. EDN: RRBAYV.
Волгина Н. И., Хламкова С. С., Шарипзянова Г. Х. Возможность оценки остаточных напряжений магнит-ным методом на трубах, эксплуатирующийся в условиях стресс-коррозии // Успехи современной науки. 2017. Т. 2. № 6. С. 11–14. EDN: ZCOWMJ.
Головизнин С. М., Хамзина Д. Р., Брюханов И. Ю., Головизнин Д. С. Влияние скорости волочения на оста-точные напряжения в стальной проволоке // Наука и бизнес: пути развития. 2020. Т. 104. № 2. С. 15–18. EDN: KPBVGM.
Корчунов А. Г., Медведева Е. М., Голубчик Э. М., Константинов Д. В. Анализ внутренних напряжений ар-матурного каната посредством компьютерного моделирования // Сталь. 2020. № 12. С. 46–51. EDN: UOFWHZ.
Корчунов А. Г., Медведева Е. М., Харитонов В. А., Константинов Д. В. Влияние пластического обжатия на напряженно-деформированное состояние арматурного каната // Черные металлы. 2021. № 11. С. 50–54. DOI: 10.17580/chm.2021.11.09. EDN: TSNNIH.
Радионова Л. В., Громов Д. В., Лисовский Р. А., Ердаков И. Н. Исследование напряженно-деформированного состояния проволоки при высокоскоростном монолитном волочении // Черная метал-лургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79. № 3. С. 242–250. EDN: ZNRHBR.
Логинов Ю. Н., Грехов С. К. Особенности деформированного состояния при калибровке стальной проволо-ки // Сталь. 2022. № 5. С. 13–16. EDN: XSMZJP.
Зайдес С. А., Хо М. К. Определение остаточных напряжений с использованием шумов Баркгаузена при упрочнении деталей маятниковым инструментом // Технология металлов. 2023. № 11. С. 29–38. DOI: 10.31044/1684-2499-2023-0-11-29-38. EDN: SECFOZ.
Харитонов В. А., Усанов М. Ю., Сметнева Н. Ю. Состояние и направления развития волочения проволоки в монолитных волоках // Заготовительные производства в машиностроении. 2019. Т. 17. № 9. С. 411–417. EDN: IGVQFZ.
Радионова Л. В. Исследование влияния технологических параметров на скорость деформации при высоко-скоростном волочении проволоки в монолитных волоках // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2022. Т. 22. № 3. С. 66–75. DOI: 10.14529/met220306. EDN: GRNHPV.
Кузнецов С. А. Моделирование процесса волочения в системе напорных фильер и рабочих волок // Сталь. 2023. № 12. С. 37–41. EDN: VDPBUY.
Радионова Л. В. Волочильные станы для производства проволоки: учебное пособие. — М.: Московский политехнический университет, 2025. — 100 с. EDN: LDLXDZ.
Громов Д. В., Радионова Л. В., Глебов Л. А. Анализ остаточных напряжений в проволоке после волочения в монолитной волоке // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2025. Т. 25. № 3. С. 48–59. DOI: 10.14529/met250305. EDN: KEEQNZ.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.