Способ термомеханической обработки оправок из среднеуглеродистой легированной стали

Способ термомеханической обработки оправок из среднеуглеродистой легированной стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИCАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социапыстическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07.06.79 (2l ) 2780602/22-02 (5l)M. Кл.

С 2199/08

С 2198/10 с присоединением заявки №вЂ” фвудврстеаивй квинтет

СССР ае двлаи взевретеннй и открытия (23) Приоритет (53) УДК621. .785.787. .2(088.8) Опубликовано 30.10.81. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 03.11.81 ф

Б. М. Казачков, В. Н. Окулов, С. И. Степанова, К. В. Рыбаков, N. В. Белошапко и М. А. Ть ин т (72) Авторы изобретения

3 (73) Заявитель

Синарский трубный завод (54) СПОСОБ TEPMOMEXAHH×EÑÊÎA ОБРАБОТКИ ОПРАВОК

ИЗ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТОЙ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к изготовлению длинных справок, используемых при горячей прокатке шарикоподшипниковых труб и труб на непрерывных станах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ термомеханической обработки длинномерных оправок из среднеуглеродистой легированной стали, включающий нагрев под закалку, обкатку в процессе охлаждения 1 и (2) ..

Однако существующий способ обработки не позволяет получить длинные оправки, имеющие высокую прочность во время прокатки труб. Длинные оправки выхо3j дят из строя вследствие хрупкого раэруше нйя. Сначала сетка мелких треший появляетса на участке длинной оправки, наиболее длительное время контактирующего с горячим металлом трубы, а затем образуются

20 глубокие продольные и поперечные трещины. Нагрев длинной оправки до 900-880оС сохраняет большое количество остаточного аустенита из-за повышенной степени сегрегации углеродом границ аустенита. Остаточный аустенит, расположенный в виде сеток по границам исходных зерен, превращается в хрупкие составляющие: высокоуглеродистый мартенсит и его продукты распада. В результате этих процессов происходит охрупчивание материала длинной оправки.

Бель изобретения — повышение прочности длинной оправки путем предотвращения образования трещин.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термомеханической обработки оправок иэ .среднеуглеродистой легированной стали, включающем нагрев под за . калку, обкатку в процессе охлажденйя, обкатку проводят от температуры закалки до 1020-1000 С и охлаждают со скоростью 100-150 С/мин до 550 С, далее на воздухе, после чего производят высо/„ кий отпуск и дополнительную обкатку при охлаждении с температуры отпуска до

400оС

3 8767

Нагрев под закалку ведут до 104008Оо(Нагрев и обкатка длинных справок из среднеуглеродистой легированной стали от

1080-1040îC до 1020-1000оС обесп . чивает протекание . кратковременной высокотемпературной рекристаллизаam от фазового наклепа и дефорl

4ации. При этой обкатке происходят также формообразование длинных оправок 10 вспедствие разности температур нагрева концов длинных оправок (один конец имеет температуру 1080 С, а другой — 1040 С),.

Ускоренное охлаждение в воде предупреждает образование сегрегации углерода на новых границах. А последующее охлаждедение на воздухе сопровождается фаэовым превращением: распадом переохлажденного аустенита с образованием бейнитно-мартенситных структур и остаточного аустени- о та.

Нагрев под отпуск до 600 С с изотермической выдержкой 1,5-2,0 ч обеспечивает перевод основной массы карбидов в виде прослоек и стержней в глобулярную форму. Но при этом сохраняется. значительная часть нбраспавшегося остаточного аустенита, превращение которого происходит при охлаждении в районе сравнительно низких температур и, следовательно, сопровождается образованием хрупкой мартенситной фазы, понижающей ударную вязкость длинной оправки. Обкатка с использованием температуры нагрева цод отпуск завершает превращение аустенита и

35 выравнивание упругих напряжений вследствие их релаксации в местах скопления дислокаций, а за счет этого повышаются вязкие свойства длинной оправки.

Пример. Заготовки длинных опраФ 40 вок иэ среднеуглеродистой стали, легированной карбидообразующими элементами, следующего состава,%: углерод 0,31; хром

3,1; молибден 0,30; ванадий 0 20; марганец 0,36; кремний 0,26; сера 0,015 и фосфор 0,014; подают в оправочную печь, 45 в которой создается постепенный перепад температур от 1040 до 1080оС и нагревают до 1040-1080 С, причем gas равйомерного нагрева заготовки длинных оправок кантуют. Затем выгружают из оправочной, печи и задают в двухвалковый. оправочный стан с поперечной обкаткой и обкатывают в один проход. По выходе иэ клети заготовки длинных оправок имеют температуру около 1000 С и небольшую конусообразную форму. Эти заготовки охлаждают водой с помощью спрейерной установки со скоростью 100оС/мин до

550 С (до потемнения). После этого о заготовки дЛинных oHpBBQK подают н& стеллажи и периодически кантуют для равномерного охлаждения до 20 С. Холодные заготовки длинных оправок подают в печь обкатного стана лля нагрева под отпуск до температуры 600 С. Продолжительность нагрева и выдержки 1,5-2,0 ч..

Затем горячие заготовки длинных оправок задают в двуквалковый оправочный стан с поперечной обкаткой. Заготовки обкатывают в три прохода для обеспечения качественной полировки поверхности длинных оправок. При этом температура заготовки длинной оправки снижается до 400оС. По- сле этого заготовки длинных оправок подают на стеллажи лля охлаждения до 20 Ь.

Полученные заготовки длинных оправок имеют чистую гладкую поверхность, небольшую конусность. Твердость длинных оправок составляет .34-37 HRC. При работе на длинных оправках не появляются трещины. Благодаря существенному .. упрочнению длинных оправок применение предлагаемого способа позволяет снизить в

3 раза расход материала на изготовление длинных оправок, совместить процессы фор-. мообразования и упрочнения. От внедрения предлагаемого способа на предприятиях трубопрокатной промышленности, применяющих ллинную оправку, экономический эффект составляет около 2,5 млн.руб/г.

Твердость определяется непосредствен но на оправках. п,рибором ПТК-1 и на образцах, вырезанных иэ оправок, на приборе ТК-2.

Твердость в HPC длинных оправок, изготовленных по известной технологии, составляет 26-32, а изготовленных по цредлагаемой технологии - способом термомеханической обработки, - 34-37.

Ударную вязкость определяют на стандартных образцах (1Ох10х55 мм), отоб ранных иэ оправок до работы и по окончании их эксплуатации.

Результаты испытаний,.оправок на удар- ную вязкость приведены в таблице.

876750

Ударная вязкость, МДжlм (кгс-м/см ) а к

Образец

Известный способ

0,76 (7,6)-1, 1 5 (11,5) От справок до работы

От оправок до окончания эксплуатации 0,35(3,5)-0,56 (5,6) Предлагаемый способ "

От оправок до работы 1,20(12,0)-1,45 (14,5) От оправок до окончания эксплуатации 1,00 (10,0)-1,40 (14,0) Составитель В. Белофастов

Редактор N. Ткач Техред - С;Мигунова ° . Корректор У. Пономаренко

Заказ 9518/34 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K«35, Раушская наб., д. 4/5

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

Формула изобретения го

1. Способ термомеханической обработки оправок из среднеуглеродистой легированной стали, включаюший нагрев под закалку, обкатку в процессе охлаждения, о т JI и ч а ю ш и и с я тем, что, с пе- . 25 лью повышения прочности и предотвращения образования трещин, обкатку производят от температуры закалки до 10201000оС, затем охлаждают со скоростью

100-150оС/мин до 550 С и далее на зо воздухе, после чего производят высокий отпуск и дополнительную обкатку лри охлаждении с температуры отпуска до

400оС.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что нагрев под закалку осуществляют до 1040-1080 С.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 3788903, кл. 148-12.1, опублик. 1974.

2. Изготовление длинных оправок из стали 35ХН2Ф. для горячей прокатки т руб.

Техйологическая инструкция Синарского трубного завода, 834-Т1-78.