Способ термической обработки проката из низкоуглеродистой стали
Патент 730828
Авторы
Способ термической обработки проката из низкоуглеродистой стали
Иллюстрации
Реферат
ОПИЮАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ,щ 730828
Союз Советски к
Соцналнстическнк
Республни
{61) Дополнительное к авт.свил-ву
{22) Заявлено 01.08.77 (21 2513665/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 30.04.80. Бюллетень № 16 (51)/Й. Кл.
С 21 9 1/02
С 21 В 7/14
Гооуаарстеенный комитет по делам изобретений и открытий (53 ) Уд К, 62 1.785. . 79(088. 8) Дата опубликования описания 05.05.80
Ю. П. Гуль, Ю. A. Клюшник, И. 3. Шукис, A. Ф. Сиухин, В. С Андриевский, О. С. Вильямс, И. 10. Коробочкин, А. Д. Ковалева, А. А. Сильченко и Л. К. Багно (72) Авторы изобретения
Днеттропетровский. ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА
ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
Изобретение относится к черной металлургии, в частности.к термической обработке проката из низкоуглеродистой стали, например труб, полосы, листа, Аасонных профилей.
Известен способ термической обработки изделий, включающий диффузионный отжиг, который характеризуется.нагревом до температуры на 180-200 С вьппе о верхней критической точки Ас длиз тельтюй выдержкой (десятки часов) при. этой температуре и последующем медленнным охлаждением (1).
Известен также способ термической обработки, включающий изотермический отжиг, заключающийся в аустенизации стали и ее быстром последующем охлаждении до температуры, которая при определенной выдержке в перлитной зоне вьтзывает полное превращение аустенита.
Недостатком способа является большая продолжительность троцессов, что делает его неэкотюмичным, особенно для нелегированных сталей массового назначения.
Наиболее близким по технической сущности к описываемому является способ обработки, включающий нагрев листов, 5 прокатку, ускоренное охлаждение со скоростью 10-30 град/с до 650-680 С (регламентированнов охлаждение) и последующее (нерегламентированное) охлаждение на воздухе.(2).
Однако рекомендуемая скорость охлаждения не во всех случаях обеспечивает ликвидацию полосчатой структуры.
Минимальная скорость охлаждения, обеспечивающая подавление процессов нежелательного диффузионного перераспределения элементов и тем самым приводящая к устранению структурной полосчатости, зависит от устойчивости переохлажденного аустенита и должна расти с уменьшением устойчивости аустенита.
Поэтому полученное по известному способу устранение структурной полосчатости в.низколегированной стали не дости3 73 гаегся на нелегированной низкоуглеродистой стали с меньшей устойчивостью аустенита. Кроме того, данный способ не может быть использован в потоке прокатных танов для движущихся со значительной скоростью длинномерных изделий, например труб, из-аа требуемой большой длины участка охлаждения.
Цель изобретения — уменьшение степени анизотропии механических.свойств за счет устранения структурной ферритоперлитной полосчатости в прокате из низкоуглеродистых сталей.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе термической обработки, включающем аустенизацию, прокатку, ускоренное регламентированное и нерегламентированное охлаждение, ускоренное охлаждение проводят со скоростью 200-300 град/с до достижения поверхностью проката тумпературы (А„, Юо)< t < (А,-50) Ñ.
Охлаждение со скоростью более
200 град/с необходимо для. обеспечения требуемого перапада температур, который создается при резком охлаждении поверх ности до температуры (А, — 100)< т. <
«(А, — 50 ) С, когда основная масса проката сохраняет аустенитную структуру. Такая импульсная обработка приводит к возникновению внутренних напряжений и, таким образом, к наклепу основной части изделия проката. Величина возникающих напряжений, обеспечивающих наклеп, должна превосходить предел текучести аустенита при температурах, соответствующих обработке. Расчет показывает, что для этого достаточно создание градиента температур в 300 С, возникающего при резком охлаждении о поверхностного слоя до 600-650 С и температуры основной части изделия
900-950 С. Указанный наклеп аустенита приводит к получению в нем определенной субструктуры, являющейся термически устойчивой вследствие малой степени деформации. Границы раздела образовавшейся субструктуры имеют дисклокационное происхох дение и поэтому резко увеличивают число эффективных мест
0828 4 зародышеобразования при последующем распаде аустенита на феррито-цементную смесь. Таким образом ликвидируется преимущественное влияние на зародышеобразование химической неоднородности и неметаллических включений. Распад предварительно наклепанного аустенита происходит однородно по всему объему изделия, чем ликвидируется или сводится к минимуму структурная полосчатость.
При скоростях охлаждения выше
300 град/с . также возможно осуществление предложенного способа, так как и в
15 этом случае создается наклеп, и происходит распад аустенита. Однако приме-. ние скоростей охлаждения более
300 град/ с экономически нецелесооб.разно, поскольку в этом случае должны быть увеличены мощности охлаждающего оборудования и расход воды.
Охлаждение до температур (A, -100) < (t < (Ar„-50 ) С необходимо,с одной стороны, для обеспечения требуемого уровня термических напряжений, а с другой — для гарантирования распада аустенита в перлитной области и тем самым обеспечения требуемого уровня пластичности зо
Охлаждение поверхности до температур ниже (. -100) С приводит к появлению д 0 продуктов промежуточного превращения, возникновению структурной неоднород35 ности по сечению и снижению пластичности.
Верхний предел — (4т -50) С является максимально допустимой температурой окончания ускоренного охлаждения, 40 . при которой полностью отсутствует структурная полосчатость.
Испытуемые изделия — сегменты, трубы и балку нагревают до 920-950 С, выдерживают в течение 10-15 мин, за45 тем охлаждают со скоростью 200300 град/с до достижения поверхностью о температуры 600-650 С, дальнейшее охлаждение проводят на воздухе.
Результаты испытаний приведены B таблице.
730828 корость хл аждеПредлагaeмый . С ементы
200 600-650 1-.1,5 О
200-300 600-650 1,4-1,8 0-0,5
200 600-650 1,4-1,5 О
Трубы
Балка
Известный
Сегменты
600-650 12,0
1-1,5
Исходное горячекатаное) состояние
Составитель A. Секей
Редактор О. Колесникова Техред, H. Ковалева Корректор К). Макаренко
Заказ 1459/13 Тираж 608 Подписно е
IlHHNfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 13035 Москва Ж-35 Ра ская наб 4 5
Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Из данных таблицы видно, что в результате обработки полосчатая структура практически полностью устраняется.
Таки образом в связи с устранением структурной неоднородности и анизотропии свойств увеличивается срок службы и надежность прокатных изделий, умень— шается опасностЬ разрушений при напряжениях ниже номинальных.
Формула изобреатения
Способ термической обработки прока— та из низкоуглередистых сталей, включаюший аустенизацию, прокатку, ускоренное охлаждение и охлаждение на воздухе, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения степени анизотропии механических свойств за счет устранения структурной феррито-перлитно и полосчатости, ускоренное охлаждение проводят со скоростью 200-300 град/с,до достижения поверхностью проката температуЗ0 ры (), определяемой из соотношения — oo) a (Щ
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
3s 1. Металлография железа. Металлургия", 1972. т.3, с. 34..
2. C6, Термическая обработка металлов. Металлургия", 1973, № 2 с. 3539.