Способ термической обработки стали

Способ термической обработки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термической обработке материалов и может быть использовано в черной металлургии при производстве холоднокатаного тонкого листа из малоуглеродистой стали. Цель изобретения - повышение пластичности при шта1«1овке путем улучшения кристаллографической текстуры стали. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе термической обработке листа, включающем нагрев, вьдержку и охлаждение , нагрев осуществляют до температуры Т А + В С , где А,В и С - козффициенты пропорциональности оцвременное сопротивление разрьту стали перед нагревом, причем для сталей, имеющих 6g 380 - 580 МПа, коэффициенты пропорциональности выбирают А 1032,1 Ci В -21,1 С/МПа, С 0,32 С (МПа), а для сталей, имеющих 68 581-880 МПа, эти коэффициенты соответственно выбирают А 560,1°Ci В 7,7°С/1Ша и С -0,03° С/(МПа). 1 табл. S (Л 4 О) Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1И

А1 (su 4 С 21 D 1/78

-С P":"»up

Pg т,. .- (,„

Е-,-,,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4266085/31-02 (22) 22.06.87 (46) 23.12.88. Бюл. У 47 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова и Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И.Ленина (72) Ф.Д.Кащенко, А.П.Фролов, В.П.Губче:.ский, Э.Д,Немкина, Г.Г.Левина, Л.И.Аскадский, Б.С.Малкиель, P.ß.0êñìàH и Н.М.Анпилогов (53) 621.785.79(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1086020, кл. С 21 D 1/26, С 21 Э 1/52, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 1260396, кл. С 21 D 9/52, С 21 D 1/26, 1985. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛИ (57) Изобретение относится к термической обработке материалов и может быть использовано в черной металлургии при производстве холоднокатаP ного тонкого листа из малоуглеродистой стали. Цель изобретения — повышение пластичности при штамповке путем улучшения кристаллографической текстуры стали. Сущность изобретения . заключается в том, что в известном способе термической обработке листа, включающем нагрев, выдержку и охлаждение, нагрев осуществляют до температуры Т = А + В Ь + С 6, где А,В и С вЂ” коэффициенты пропорциональности; å временное сопротивление разрыву стали перед нагревом, причем для сталей, имеющих Ь = 380 — 580 МПа, коэффициенты пропорциональности выбирают А = 1032,1 С; В = -21,1 С/МПа, С = 0,32 С (МПа), а для сталей, имеющих Ь = 581-880 NIIa, эти коэффициенты соответственно выбирают А = — 560,10С; В = 7,7 С/МПа и С

= -0,03 С/(МПа) . 1 табл.

1446176

Изобретение относится к термичес— кой обработке материалов и может быть использовано в черной металлургии при производстве холоднокатаного тан- 5 кого листа из малоуглеродистой стали.

Цель изобретения — повьпиение пластичности при штамповке путем улучшения кристаллографической текстуры стали. 0

Сущность изобретения заключается в том,,что согласно способу отжига холоднокатаной малоуглеродистой стали, включающему определение перед нагревом исходного временного салротив- 1.Á ;

Ъ ления разрыву, нагрев, выдержку и последующее охлаждение, нагрев ведут да температуры выше начала рекристяллиза— ции (Т С), которую определяют по математическим зивисимастям 20

Т = 1032,1 — 21,1 4ь+ О,ЗМ+ 10— для стали, имеющей исходное времен— ное сопротивление разрыву 380--580 МПа, Т = 560,1 + 7,7 а — 0,036"+ 10 — 25 для стали, имеющей исходное временное сопротивление разрыву 581-850 МПа, где — исходное временное сопротивление разрыву стали пе- 30 ред нагревам,.

1чщя „1 0-1

103 2, 1 и 560, 1 — коэффициенты, "0;

21,1 и 7, 7 — коэффициенты„

С /МПа

О, 32 и О, 03 — коэффициен гы, С/ (КЛа) .

Приведенные коэффициенты в математической зависимости и допускаемое отклонение ат расчетной температуры 10

О,„ в пределах, не превьппающих 10 в сторону ее увеличения и уменьшения, получены экспериментальным путем при обработке опытных статистических данных. лс

Халаднакатаная малоуглерадистая сталь марки 08Ю или 08кп, используеая, например, при производстве тене-вых масок кинескопов цветного -en видения, применяется с очень широким диапазоном значений исхаднага времен-. ного сопротивления рaçðûâó стали

380-880 МПа. Так, при производстве теневых щелевых масок применяется стальная полоса с исходным временным сопротивлением разрыву 380-580 Isa,a при производстве теневых масок с круглыми отверстиями (маски дельта-струк-туры) — 581 †8 NIIa. Для каждого з "a-чения исходного временного сопротивления необходима своя оптимальная температура отжига теневых масок, Превышение температуры нагрева до величины большей, чем допускает полученная формула, приводит к повышенному короблению масок, их сцеплению од а с другой и браку го дефекту "Неравномерная прозрачность" масок при . последующей правке и штамповке.Бысакая гемпературя приводит к росту колоний цементита, который повышает вероятность образования порывов при штамповке масок. Снижение температуры нагрева до величины меньшей, чем допускает формула, приводит к браку по дефекту "Линии скольжения" при последующей правке и штамповке теневых масок, В этом случае .в отожженной стали получают неблагоприят— ные соотношения кристаллографичес:.их ариентиравак Р .,IH Р,), KQTo рые определяют способность металла к штамповке.

В изобретении проведение отжига холоднокатанай малоуглерадистой стали при температурах выше начала ре— кристаллизации (700-1050 С) по ука0 зяннай формуле позволяет получать атожженный металл без площадки текучести на диаграмме "Напряжение-деформация". Это позволит избежать операцию "Дрессировка" и предотвратить образозание дефекта "Линии скольжения" на операции "Штамповка". Штамповка стали без предварительной операции Дрессировка" очень важна особенно при производстве теневых щелевых масок. Дрессировка масок даже с небалыпкм обжатием вызывает образование морщин, неравномерную деформацию отверстий и перемычек, из-за чего маски бракуются да дефекту "Неравномерная прозрачность".

От халоднокатаной малсуглеродистой паласовой стали марки 08Ю или

08кп шириной 565 мм и толщиной

О, 15 мм отрезают поперечные образцы размерам 300х20х0,15 мм и определяют временное сопротивление разрыву.

Затем из стальной полосы методом фотатравления изготавливают теневые маски, т.е. планшеты размером 500х х400 мм с сетью многочисленных вытравленных отверстий. Для стальной полосы, имеющей исходное временное сопротивление разрыву 380-580 МПа, вытравливают теневые маски с щелевы. 144617 ми отверстиями, а прн значениях исходного временного сопротивления разрыву, равных 581-850 Г1Па, вытравливают теневые маски с круглыми отвер5 стиями (маски дельта-структуры).Изготовленные маски сортируют в партии с одинаковым исходным временным сопротивлением разрыву. От каждой партии маски набирают в пакеты по пять штук в каждом и устанавливают на сетчатый конвейер непрерывной проходной печи.

С учетом исходного временного сопротивления разрыву стальной полосы для каждой партии по полученной формуле 15 определяют требуемую температуру нагрева и выдержки теневых масок. Пакеты теневых масок нагревают до определенной по формуле температуры с учетом допускаемых формулой откло- 20 с нений в пределах не более 110 С по всему объему пакета теневых масок.

После нагрева до заданной температуры пакеты масок выдерживают в течение 10 мин, охлаждают до 20-40 С, 25 отделяют маски одна от другой, подвергают правке в роликоправильной машины и штамповке (сферизации — формовке по сфере экрана кинескопа цветного телевизора). Затем маски контро- 30 лируют и определяют процент брака и выход годного после операции "Штамповка".

Результаты испытаний стали для теневых масок, обработанной известным и предлагаемым способами, даны в таблице. В проведенных экспериментах параллельно с масками в пакетах отжигались образцы, вырезанные их холоднокатаной полосы размером 300х20х х0,15 мм и 20х20х0,15 мм с целью определения длины площадки текучески на диаграмме "Напряжение — деформация" и кристаллографической текстуры стали, отожженной по полученной фор — 45 муле.

Способность к штамповке стали для теневых масок оценивают по отношению интенсивности благоприятной для штамповки кристаллографической ориентиров-5О ки P,,„ ê неблагоприятной Рt1«, по длине площадки текучести на диаграмме

"Напряжение — деформация", а также по величине выхода годного и количеству брака по операции "Штамповка". э5

Как видно и з таблицы, при термической обработке холоднокатаной малоуглеродистой стали в условиях нагрева и выдержки при температурах, определенных по математической зависимости, выход годного при последующей штамповке максимален (88-927), а количество брака (опыты 2,5,7 н 10) минимально (8-12K). В данных опытах наблюдается максимальное соотношение интенсивности кристаллографических ориентировок Pr, !Р 1„, (18-20) и отсутствует площадка текучести на диаграмме "Напряжение — деформация".

В случае выхода температуры нагрева и выдержки теневых масок за верхний (опыты 1,6 и 9) либо за нижний (опыты

3,4 и 8) допускаемый по математической зависимости предел при последующей штамповке получается позьппенное количество брака либо по дефекту

"Неравномерная прозрачность", либо по дефекту "Ликии скольжения" из-эа образования площадки текучести (9-11 7) на диаграмме "Напряжение— деформация". В этом случае наблюдается невысокое соотношение Р,„ Р,« (7-12), а выход годного при штамповке резко снижается до 66-69Х.

Пример 1 (опыт 2). От холоднокатаной малоуглеродистой полосовой стали марки 0810 шириной 565 мм и тол— щикой 0,15 мм отрезают поперечные образцы размером 300х20х0, 15 мм и on— ределяют временное сопротивление разрыву на разрывной машине, составляющее 380 Mia. Из стальной полосы методом фототравления изготавливают теневые щелевые маски в количестве

2050 шт. Г1аски данной партии сортируют в пакеты по пять масок в кажддм, которые устанавливают на сетчатьп конвейер непрерывной проходной горизоктальной печи с электрическим обогревом и с защитной атмосферой. По формуле определяют требуемую температуру нагрева и выдержки теневых масок

T= 1032, 1-21, 1.380. 10 +0,32(380. 10 )=

=692 10(С).

Вместе с масками на конвейер печи укладывают образцы размером 300х20х х0, 15 и 20х20х0, 15 мм, вырезанные от стальной полосы той же партии с целью определения длины площадки текучести на диаграмме "Напряжение-деформация" и соотношения интенсивностей кристаллографических ориентировок (Р(„„ /Р „« ). Пакеты с масками и образцы нагревают до температуры 695 С, выдерживают в течение 10 мик, охлаждают до температуры 30 С со скорос14461 тью (30 )/мин отделяют маски адкя от другой, подвергают их правке в роликапрявилькой машине и штямпаьке.

На отожженных образцах. Определяют кристяллаграфическую текстуру и длину площадки текучести. В данком случае соотношение интенсивности кристаллагряфическтт ариентировок

Р „„ /Р(„,1 составляет 18,, на диаграмме Напряжекие — деформация" отсутствуют плащадк-. текучести, я выхоц годного при штамповке раве - 88K.

П р и м е p ". (Оттьтт 5), От холоднокатаной малауглерадистай ттолосавай стали марки 0810 пптринай 565 мм и толщиной 0,15„мм отрезают поперечные образцы размером 300х20х0,15 мм и оттределяют временное сопротивление разрыву, которое составляет тт80 МПЯ.

Из стЯльнОЙ пОлОсы изГGTßвливяют теневые щелевые маски в количестве

1050 IHT которые сортируют B пакеты по .пять масок в кякдом и устанавливают на конвейер непрерыв. яай проходб ной печи. По мятеьтятттческатт зависимости определяют требуемую темпераГуру ття Гр >тля тт ВЬ» т ;тт,{ И сР ен ЕтВЬтст тя— сок:

Т=1032 1-21 1"4т80 10 " +0,32(480 .10 )=-:0

7 57- - 0 (С

Вместе с масками ня конвейер печи укладывают образцы размерам 300х20х хО 1S и 20х20х0 15 и:: гля ачределе35 ния кристаллагряфическай текстуры и длины площацт<и текучести, Пакеты с масками и образцы нагревают да 755 С, выдерживают 10 мин, охляжцают дс 30 С о скоростью 30 т !i =т,ELHI -. мяc. ки одна от другои, падвер.-.ют их правке в роликоправильнай машине и штамповке. Спределяют кристяллагряфическую текстуру идлик - площадки теку-тести. В данном случае соотношение интенСИВНОСТИ КРИСТЯЛЛОГРЯтттттЧЕСКтлх ОЮИЕНтировок Рт кт р Р т,;„; составляет 1ч „тта дияГрямме Няттрж :.Якие — дефармяп, ия отсутствует площадка текучести, а выход годного при штамповке равен 897.

П р и и е р 3 (опыт 10) От холоднокатаной мялауглеродистой паласовой стали марки 08кп шириной 565 т";. и тол-щиной 0,15 мм отрезают ттаперечные образцы размером 300х20х0, 5 мм и ог-"ределяют исходное времен-.îå сопротив-ление разрыву, ката-:=ае составляет

880 МПЯ, Из т тЯльнО -.- :. тталосы изГатявливают теневые мяск-..-= дельта-структу=

76 ь тты в количестве 1000 шт, которые сортируют в пакеты по пять масок в каждом и устанавливают на конвейер непрерывной проходной печи. По математической зависимости определяют требуемую температуру нагрева и выдержки теневых масок

T=5 60, 1+ 7, 7 -0, 03 6 ь= 56 0, 1+ 7, 7 . 880 х

x10 -О, 03 (880 10 ) =1005-10 (С) .

Пакеты с масками нагревают до

1005 С, выдерживают 10 мин, охлаждают да 30 С со скоростью 30 /мин, отделяют маски одного от другой,подвергают их правке в роликоправильной машине и штамповке. Выход годного при штамповке составляет 90Х.

Таким образом, экспериментально показано, что при использовании предложенного способа обеспечивается высокое соотношение интенсивности кристяллографических ориентировок Р „,)/Рт„„т и тем самым повьппается способность к штамповке отожженной недрессированной мялауглеродистой стали.

Предлагаемый способ позволяет получать отаттакенную малоуглеродистую сталь с улучшенной кристяллографической текстурой, благодаря чему резко повьппяется способность к штамповке.

Проведение отжига холоднокатаной малауглеродистой стали при температурах вьппе начала рекристаллизации в зависимости от исходного временного

;сопротивления разрыву, определяемых по экспериментально установленной математической формуле, позволяет получать отожженный металл без площадки текучести на диаграмме "Напряжение-деформация".Это позволит избежать операцию "Дрессировка", предотвратить образование дефекта "Линии скольжения" на операции "Штамповка" и резко повысить способность металла к штамповке.

По сравнению с известным способам исключаются случаи повьппенного брака при штамповке изделий из отжигяемой стали, что позволяет получать максимальный выход годного.

Формула изобретения

Способ термической обработки стали, преимущественно холоднокатаной малоуглеродистой„ включающий нагрев да заданной температуры, выдержку при этой температуре и охлаждение, 1446176 отличающийся тем, что,с целью повышения пластичности при штамповке путем улучшения кристаллографической текстуры стали нагрев провоt

5 дят до температуры где A,B u C — коэфФициенты пропор- 10 циональности, зависящие от временного соТемпература, определяемая по формуле, С

Количество масок в партии

Марка стали

Опыт сходное ременип теевой аски ное соминимальмаксимальпротивле ние раз— рыву оптималь— ная ная ная

692

682

380

702

2050

Щелевая

692

682

702

380

682

692

702

1700

380

747

767

757

1200

480

747

767

757

1050

480

747

767

757

2000

480

896

916

906

8 0810

896

916

Дельта- 1600 структураа

906

581

995,900 1005 1015

880 То же

995

1000 1005

880

650 Известный способ

420 1челевая

510

530

450

780 Дельтаструктура

580

850 То же

14 08кп

1 0810

2 08Ю

3 0810

4 0810

5 0810 б 08Ю

7 08Ю

9 08кп

10 08кп

11 0810

12 0810

13 08кп

581 Дельта- 1800 структура противления разрыву стали (48) перед нагревом и при

= 380-580 МПа они соответственно составляют 1032,1 " С

21,1 С/ИПа и 0,32 С/HIla, а при Ь = 581-880 KIa они составляют

560,1 С; 7, / C/MIIa и -0,03 С/МПа

10. Продолжение таблицы

1446! 76

Выход год ного

Брак при штамповке теневых масок по дефектам, 7. ктическая мператунагреи выпри штам Неравна мерная прозрачность"

"Разрывы"

"Линии ержки асок, С скольжения" повке теневых масок

66

1,5

1 700-710 8

2 690-700

О

68

3 675-685 7

4 735-745 6

5 750-760 19

6 ?60-770 11

7 900-910 20

О

20

9,0

О

92

О

18

8 890-9 00,1 0

О

9 1010-1020 12

0

10! о 1ооо-1о1о 18

11 480-490 3

О

О

100 100

Составитель А.Кулемин

Texpep A.Кравчук Корректор. В.Бутяга

Редактор А. Козориз,Тираж 545 Подл ис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Заказ 6717/31

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 2 360-370

13 390-400

14 410-420

Соотношение интенсивности кристаллографических ориентт4ровок (1м! (

Длина площадки текучести на диаграмме "Напряжениедеформация Ж

100 100

100 100

100 100