Способ термической обработки толстого листа

 

Сущность изобретения: листы нагревают до температуры аустенитизации и охлаждают до 500-600°С со скоростью 20-60°С/с, а далее - на воздухе до 200-450°С, затем повторно нагревают до температуры аустенитизации и охлаждают до 600-660°С со скоростью 10-18°С/с при углеродном эквиваленте стали 0,35-0,50%, а при углеродном эквиваленте 0,51-0,65% охлаждают до 670- 720°С со скоростью 2-6°С/с и далее - на воздухе. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s С 21 0 1/78, 9/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 (;Ь

О 4

0 (21) 4809611/02 (22) 22.01.90 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (71) Институт черной металлургии (72) В.А. Атаманенко, В.И, Спиваков, М,С. Бабицкий, Л.С. Тихонюк, В.Я. Савенков, Э.А. Орлов, И.В. Сагиров, В.П. Побегайло, С.Ф. Кукуш, В.И. Горбатов, В.Н. Маслюк, Л.В. Богомолова и Г.В. Шекула (56) Авторское свидетельство СССР

М 1435629, кл. С 21 0 9/46, 1988.

Авторское свидетельство СССР

hL 1537700, кл. С 21 D 9/46, 1987, Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при термической обработке толстого листа преимущественно из низколегйрованных и низкоуглеродистых сталей, Известен способ термообработки толстого стального листа из низколегированной стали, предусматривающий нормализацию и ускоренное охлаждение с нормализационного нагрева для стали с низким углеродным эквивалентом.

Недостаток этого способа состоит в том, что он не позволяет получить высокие прочностные(08, а ) и вязкие (KCU) характеристики толстого стального листа.

Известен способ термической обработки толстого листа с Сэ = 0,477 — 0,660%, по которому его подвергают нагреву до Ас, +

+(30 — 50) С и охлаждению на воздухе в соответствии с углеродным эквивалентом стали .

Недостатокэтого способа состоитвтом, что он позволяет получить высокие вязкие характеристики (KCU) толстого стального (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ТОЛ СТОГО ЛИСТА (57) Сущность изобретения: листы нагревают до температуры аустенитизации и охлаждают до 500-600 С со скоростью 20 — 60 С/с, а далее — на воздухе до 200-450 С, затем повторно нагревают до температуры аустенитизации и охлаждают до 600 — 660 С со скоростью 10-18 С/с при Углеродном эквиваленте стали 0,35 — 0,50, а при углеродном эквиваленте 0,51-0,65% охлаждают до 670720 С со скоростью 2-6 С/с и далее — на воздухе. 2 табл. листа, а также высокий выход годного в связи с низкой скоростью охлаждения.

Наиболее близким к предлагаемому по техйической сущности является способ термической обработки толстого листа, включающий первый нагрев до температуры аустенитизации с последующим охлаждением до 500 — 600 С со скоростью 20-60 С/с и далее на воздухе до 200 — 450 С, с этой темйературы ведут нагрев до температуры повторной аустенитизации и производят охлаждение сначала до 600 — 650 С со скоростью 20-50 С/с, затем до 00-550 С со скоростью 7 — 15 С/с и далее на воздухе до нормальной температуры.

Однако этот способ, обеспечивая получение высокой прочности (o>, ст ) и вязкости (KCU) листа, не способствует увеличению выхода годного с первого предъявления, Связано это с тем, что при укаэанной обработке не учитывается углеродный эквивалент стали, который в зависимости от химического состава может

1766979 колебаться в широких пределах и оказывать значительное влияние на формирование механических свойств и ударной вязкости стали.

Целью изобретения является повышение прочности при сохранении вязкости стали и увеличение выхода годного.

Предлагаемый споСоб включает первый нагрев до температуры аустенитизации с последующим охлаждением до 500-600 С со скоростью 20-60 С/с и далее на воздухе до 200 — 450 С, повторный нагрев с этой температуры до температуры аустенитизации с последующим охлаждением, при котором охлаждение осуществляют со скоростью

10-18 С/с до температуры 600 — 660 С при углеродном эквиваленте стали C> = 0,35—

0,50%, а при углеродном эквиваленте стали

Сэ = 0,51-0,65% со скоростью 2 — 6 С до температуры 670-720 С и далее — на воздухе.

Охлаждение с первого нагрева от температуры аустенитизации.(например, 900—

920 С преимущественно с прокатного нагрева) до 500-600 С со скоростью 20—

60 C/c и далее на воздухе до 200-450 С приводит к образованию мелкодисперсной ферритно-перлитной структуры с небольшим количеством сорбитной структуры. Повышение прочности (o, о ) при сохранении вязкости стали и увеличение выхода годного обеспечивается после охлаждения с повторного нагрева со скоростью 10 — 18 С/с до 600 — 660 С при углеродном эквиваленте стали Сэ = 0,350,50%, а при углеродном эквиваленте Сэ =

=0,51-0,65% со скоростью 2 — 6 С до 670720 С благодаря образованию мелкодисперсных ферритно-перлитных структур (балл зерна 10 — 12 ГОСТ 5639 — 82). Дальнейшее охлаждение листов на воздухе до цеховой температуры обеспечивает сохранение достигнутых предшествующей обработкой высоких механических свойств и ударной вязкости толстых листова и обеспечивает высокий выход годного при первичных испытаниях (с первого предъявления).

При охлаждении с повторного нагрева толстых листов с углеродным эквивалентом

0,35 — 0,50% со скоростью ниже 10 С/с и выше 660 С образуются грубодисперсные продукты перлитного распада, снижающие пластичность и ударную вязкость стали, а со скоростью выше 18 С/с и ниже 600 С образуются структуры промежуточного превращения и даже мартенсит, снижающие пластичность стали и способствующие наведению высоких остаточных напряжений.

При охлаждении с повторного нагрева толстых листов с углеродным эквивалентом

25 размером 25х2400х9000 мм из низкоуглеродистой СтЗсп и низколегированной стали

12Г2С. Углеродный эквивалент опытного металла колебался в пределах 0,35-0,50% для стали СтЗсп и 0,35 — 0,65% для стали

30 12Г2С.

По предлагаемому способу охлаждение листов производили от температуры аустенитизации 900-920 С с прокатного нагрева водой до температуры конца охлаждения

35 550 С со скоростью 37 С и далее на воздухе до температуры 300 С, затем осуществляли повторный нагрев до 910 — 920 С и производили охлаждение от этой температуры со скоростью10 — 18 С/сдотемпературы конца

50

5

0,51-0,65% со скоростью ниже 2 С/с и выше 720 С образуются грубодисперсные продукты перлитного распада, а при охлаждении со скоростью выше 6 С/с и ниже

670 С образуются структуры промежуточного превращения с пониженной пластичностью и высокими остаточными напряжениями.

Значения углеродных эквивалентов выбраны исходя из предельных значений химического состава нйзкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Таким образом; предлагаемое техническое решение позволяет повысить прочность при сохранении вяЗкости стали и увеличить выход годного толстых листов из низкоуглеродистых и низколегированных сталей в широком диапазоне их химического состава.

Сравнение известного и предлагаемого способов термической обработки проведено в сопоставимых условиях.

Для этого использовали толстые листы охлаждения 600 — 660 С при углеродном эквиваленте стали С, = 0,35-0,50% и со скоростью 2-6 С/с до температуры 670-720 С при углеродном эквиваленте С = 0,510,65% и далее на воздухе..

Термообработку другой партии листов из стали СтЗсп с Сэ= 0,35 — 0,50% и 12Г2С с

Сэ = 0,35 — 0,65% проводили по известному способу (авт.св. М 1537700).

Результаты испытайий опытных листов по предлагаемому и известному способам приведены в виде статистических данных в табл. 1, где х — среднее арифметическое значение исследуемой характеристики выборки (o, %, A, ÊÑ0 ),ox — средн еквадратичное отклонение, и — величина выборки.

Установлено, что термическая обработка по предлагаемому способу обеспечивает повышение прочности (o>, %) на 15 — 30 Н/мм при сохранении вязкости стали и увеличе1766979

55 ние выхода годного до 20% по сравнению с обработкой по известному способу.

Кроме того, проводили термическую обработку листов по крайним граничным зна- 5 чениям способа.

Для стали СтЗсп с С = 0,35%: с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью

18 С/с до температуры конца охлаждения

600 С и далее — на воздухе (режим 1); .10 с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 10 С/с до температуры конца охлаждения 660 С и далее — на воздухе (режим 2).

Для стали СтЗсп с С = 0,50%: 15 с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 18 С/с до температуры конца охлаждения 600 С и далее — на воздухе (режим 3); с повторного нагрева 910 С охлаждали 20 со скоростью 10 С/с до температуры конца охлаждения 660 С и далее — на воздухе (режим 4).

Для стали 12Г2С с Сэ = 0,51%: с повторного нагрева 910 С охлаждали 25 со скоростью 6 С/с до температуры конца охлаждения 670 С и далее — на воздухе (режим 5); с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 2 С/с до температуры конца 30 охлаждения 720 С и далее — на воздухе (режим 6).

Для стали 12Г2С с Сэ =. 0,65%: с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 6 С/с до температуры конца охлаждения 670 С и далее — на воздухе (режим 7); с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 2 С/с до температуры конца охлаждения 720 С и далее — на воздухе (режим 8).

Результаты испытаний толстых листов, термообработанных по предлагаемому способу при граничных значениях параметров термообработки, приведены в табл. 2.

Формула изобретения

Способ термической обработки толстого листа, преимущественно из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, включающий первый нагрев до температуры аустенитизации с последующим охлаждением до 500-600 С со скоростью

20-60 С/с и далее на воздухе до 200-450 С, повторный нагрев с этой температуры до температуры аустенитйзации с йоследующим охлаждением, отличающийся тем, . что, с целью увеличения выхода Годного за счет повышения прочности при сохранении вязкости стали, охлаждение после повторного нагрева осуществляют со скоростью

10-18 С/с до 600 — 660 С при углеродном эквиваленте стали Сэ = 0,35-0,50%, а при углеродном эквиваленте C> = 0,51 — 0,65 co скоростью 2-6 С/с до 670 — 720 С и далее— на воздухе.

1766979

Таблица 1

Статистические результаты испытания листов при термообработке по предлагаемому и известному способам

Способ

Мехайические свойства

Углеродный эквивалент, Сэ, Выходного, Марка стали

О

Нlмм, KCU

Дж/см в

Нlмм

СтЗсп 0,35-0,50

12Г2С 0,35-0,50

Предлагаемый

0,51-0,65

СтЗсп 0,35-0,50

12 Г2С 0,35-0,50

Известный

0,51-0,65

Таблица,2

Результаты испытания термически обработанных по предлагаемому способу листов размером 25х2400х9000 мм из сталей СтЗсп и 12Г2С при граничных значениях параметров

Составитель В. Атаманенко

Техред М.Моргентал Корректор 3. Салко

Редактор

Заказ 3523 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 /.;

Статистические характе. ристики х

Ж и х

Я( и х

Ох

A х

% и х

Я( и х

Я( п

506

1 8,5

557

24,2

578

26,7

491

24,2

44

539

23,1

18

25,1

354

24,6

437

19,6

459

21,9

337

23,7

44

16,7

18

426

22,8

27,9

= = 3,2

26,8

2,87

25,4

3,1

25,8

4,3

42

24,9

2,79

:17

24,1

2,63

103

9,5

121

14,8

t2,5

99

16,7

66

109

18,5

27

98

17,9