Способ термической обработки низколегированных арматурных сталей

Способ термической обработки низколегированных арматурных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические

Республик (t1) l 002374 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27. 10.81 (21) 3343369/22-02 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет (5))М. Кл.

С 21i7 1/84

С 21.0 3/06

Гвеумрстееввй кеиитет

CCCP

Опубликовано 07 03.83. Бюллетень Рй 9 пв йееем изебретеиий и етерыткй (5Ç) УДК 621.785..79(088.8) Дата опубликования описания 09.03.83 (72) Авторы изобретения, Ю. А. Башнин, Б. А, Колачев, B. И. Заика и Я . С. 1ончар

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Московский вечерний металлургический институт (71) Заявители (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ

АРМАТУРНЫ Х СТАЛЕЙ

Изобретение относится к области термической обработки горячекатаной арматуры из низкапегированных марок сталей перлитного и бейнитного класса для получения высоких пластических свойств и вязкости разрушения металла в результате обезводороживания.

Известен способ термической обработки заготовок из сталей бейнитного класса, включающий охлаждение со скоростью

3-6 град/мин от температуры горячей пластической деформации до температуры на 30-50 С ниже температуры заверо шения перлитного преврашения, выдержку и последуюшее охлаждение на воздухе.

Длительность обработки при этом составляет 15ч (13.

Однако произвести значительное удаление водорода из заготовок при такой термической обработке не представляется возможным несмотря на длительные режимы.

Известен также способ термической обра ботки высокопрочных арматурных сталей, 2 включаюший горячую деформацию, охлаждение до комнатных температур и отпуск при

200оС в течение 2-3ч, в результате которого улучшаются пластические свойства металла $ 21.

5 Недостатком такого способа является удаление лишь диффузионно подвижного водорода, тогда как молекулярный водород удалить из металла невозмо:-,но. Известно, что с понижением температуры стали растворимость водорода уменьшается и часть водорода, наряду с п î десорбцией из проката, выделяется в дефекты металла и мопизуется. Степень диссоцнации молекулярного водорода при низких температурах — величина очень малая и с понижением температуры уменьшается.

Поэтому, чем ниже температура металла, тем больше остается водорода в дефектах стали. го

В то же время хорошо известно отрицательное влияние водорода на пластичность и вязкость металла: он снижает статическую усталость, коррозионную римости водорода в стали, что, с одной стороны, облегчает удаление диффузионно

t. подвижного водорода, с другой стороны, способствует молизации в соответствии с диаграммой железо-водород". При. снижении температуры обработки арматуры плавно снижается эффективный коэффициент диффузии, поэтому длительность обработки увеличивается. Нижние пределы выдержки при температурах на 100 о и на 300 С выше температуры отпуска обеспечивают удаление диффузионного водорода при этих температурах до равновесного содержания. Снижение времени выдержки не позволяет в полной мере удалить водород до равновесного содержания. Увеличение времени выдержки при о температурах на 250 и 400- С выше температуры отпуска не эффективно, поскольку равновесное содержание водорода, а значит и предельно достижимое его содержание относительно невелики.

Температурные интервалы обезводорожнвающих обработок выбраны с учетом того, чтобы обеспечить постепенное удаление диффузионно-подвижного водорода.

Кроме того, длительность выдержек должна быть достаточной для удаления той части водорода, которая превышает равновесную.

Таким образом, удаление водорода из металла при его охлаждении по предлагаемым режимам обеспечивает глубокую степень десорбции водорода.

Пример осуществления способа.

Обезводороживающая термическая обработка арматурных стержней стали марки о

80 С проводится по следующему режиму: после горячей деформации подстуживание о до температуры 550 С, выдержка в течение 20 мин в термостатированных приемниках-накопителях прокатного стана, подстуживание до 300 С, выдержка при этой температуре 30 мин, окончательное подо стуживание до 150 С с выдержкой в течение 40 мин (предлагаемый способ).

Для получения сравнительных данных производят отпуск арматуры по известному способу (отпуск арматуры при 200 С в о течение Зч). Результаты испытаний после указанных режимов термообработки приведены в таблице.

55 °

Из таблицы следует что арматура после отпуска по предлагаемому способу имеет более высокую пластичность и вязкость разрушения, чем по известному спо3 1002374 4 стойкость стали и т. д. Поэтому охлаждение арматуры с температур горячей деформации до комнатных температур способствует.молизации части водорода в дефектах металла. Дополнительный отпуск арматуры при 200 С не удаляет молекулярный водород.

Белью изобретения является повышение пластичности и вязкости разрушения за счет более полного удаления водоро- 10 да из готового проката и сокрашения времени обработки.

Бель достигается тем, что по способу термической обработки низколегированных арматурных сталей, включающему охлаж- 15 дение с температуры горячей деформации и отпуск, сталь после горячей деформации охлаждают до температуры на

300-400 С выше температуры отпуска, о выдерживают 15-25 мин, затем подсту- щ живают до температуры на 100- 250 С

6 выше температуры отпуска, выдерживают в течение 25-30 мин, после чего охлаждают до температуры 150-200 С, при которой проводят отпуск в течение 25

30-40 мин.

Охлаждение стали до температур на

300-400 С выше температуры отпуска со скоростью ниже критической и выдержка при этой температуре в течение 5й

15-25 мин вызвана тем, что водород имеет высокую диффузионную подвижность, что обусловлено изменением кристалли. ческога строения основы (г. пк. о. ц. к.) и легче удаляется из проката до содер жания 1,2-1,9 см /100 г металла при,,начальном содержании водорода 3,03,5 см /100 г (после охлаждения арматуры на воздухе с температуры окончания горячей деформации).

Охлаждение арматуры после горячей деформации до температур на 300-400 С о выше температуры отпуска сопровождается удалением диффузионно подвижного водорода и заполнением несплошностей ме45 талла молекулярным водородом, однако количество молекулярного водорода невелико из-за его сравнительно высокой растворимости в металле при этих температурах. Выдержка арматурной стали свыше 25 мин не обеспечивает дальнейшего

50 снижения содержания водорода, а выдержка арматурной стали менее 15 мин не всегда в необходимой мере достаточна для десорбции диффузионно подвижного водорода. Снижение температуры обработки до температур на 100-250 С выше температуры отпуска, а затем до

150-200 С приводит к снижению оаство% 1002374 6 собу. Кроме того уменьшено время обра- гаемому способу составляет 2,37 руб на ботки в 2 раза. 1 т стали. Кроме того, увеличива гся производство качественных усиленных жеЭкономический эффект от применения лезобетонных плит, ранее переводившихся обезводороживыслцего отпуска по предла- g на неответственные заказы. по прототипу 1130 725 8,6 37 1 0,96 предлагаемый 1108 716 12 4 45,3 0,35

3,0

1,5

Содержание водорода определяют методом вакуумплавления

Формула изобретения

Составитель И. Липгарт

Редактор О. Юркова ТехредТ.Фанта Корректор О, Билак

Заказ 1731/11 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ термической обработки низколегированных арматурных сталей, включаю. ший охлаждение с температуры горячей деформации и отпуск, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения пластичности и вязкости разрушения стали за счет более полного удаления водорода, сталь после горячей деформации охлаждают до температуры на 300-400 С выше температуры отпуска, выдерживают

15-25 мин, затем подстуживают до температуры на 100-250 С выше температуры отпуска, выдерживают в течение

25-30 мин, после чего охлаждают до температуры 150-200 С, при которой проводят отпуск в течение 30. - 40 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидет®льство СССР

М 501086, кл. С 21Ð 1/84, 1974.

2. Гуляев А. П. Чистая сталь. М., Металлургия, 1975, с. 67-68.