Способ термической обработки крупносортного проката из заэвтектоидных сталей

 

Использование изобретение может быть использовано при производстве крупносортного проката из углеродистых сталей . Сущность изобретения: трубную заготовку из вакуумированной подшипниковой стали после прокатки подстуживают ускоренно охлаждая до температуры поверхности металла, находящейся в интервале (Тмин уст ауст - 50°С)...МН, выдерживают и ускоренно нагревают до (АСт - 100°С)...(АСт - 20°С), после выдержки охлаждают до (Aci + 40°С). .Aci и выдерживают до полного выделения из твердого раствора неравновесных избыточных фаз, затем охлаждают со скоростью 40. ,250°С/ч до интервала температур (Тмин уст ауст + 50 С)...(Тмин уст ауст 50 С), ПОсле выдержки окончательно охлаждают 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s С 21 О 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4784990/02 (22) 22.01.90 (46) 23.10.92. Бюл. М 39 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов, Оскольский электрометаллургический комбинат (72) Г.И.Капланов, Е.И,Яровой, Б.Ю.Зеличенок, Т.Н,Попова, В.А.Юров, А.M.Åðåìåòoâ, В.Ф.Бойко, С.В.Котов и Г.В.Ляшенко (56) Авторское свидетельство СССР

N . 815046, кл. С 21 D 1/02, 1981 г, (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

КРУПНОСОРТНОГО ПРОКАТА ИЗ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству крупносортного проката из заэвтектоидных сталей с использованием тепла с прокатного нагрева.

Наиболее близким техническим решением является способ термической обработки проката из углеродистых и легированных сталей, включающий нагрев, горячую прокатку, подстуживание, выдержку, нагрев с выдержкой, охлаждение с выдержкой и окончательное охлаждение. К недостаткам известного способа следует отнести невысокую производительность и значительную энергоемкость процесса за счет недостаточного использования тепла прокатного нагрева.

Цель изобретения — повышение производительности и снижение энергоемкости

„„. Ж„„1770384А1 (57) Использование: изобретение может быть использовано при производстве крупносортного проката из углеродистых стаreé. Сущность изобретения: трубную заготовку из вакуумированной подшипниковой стали после прокатки подстуживают ускоренно охлаждая до температуры поверхности металла, находящейся в интервале (Тмин.уст.ауст 50 С),"Мн, выдерживают и ускоренно нагревают до (Аст - 100 С)...(Аст20 С), после выдержки охлаждают до (Ас1+ 40 С)...Ac< è выдерживают до полного выделения из твердого раствора неравновесных избыточных фаз, затем охлаждают со скоростью 40...250 С/ч до интервала температур о о (Тмин.уст.ауст + 50 С) . (Тмин.уст.ауст 50 С), после выдержки окончательно охлаждают. 2 табл, процесса при сохранении требуемых свойств проката. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев, горячую прокатку, подстуживание, выдержку, нагрев с выдержкой, охлаждение с выдержкой и окончательное охлаждение, подстуживание после прокатки ведут ускоренно до температуры поверхности металла, находящейся в интервале (Тмин.уст.ауст. 50 С)...М,, нагрев проводят ускоренно до (Acm — 100 С)...(Acm - 20 С). после выдержки охлаждают до (Аст

+40 С)...Ас1 и выдерживают до полного выделения из твердого раствора неравновесных избыточных фаз. затем охлаждают со скоростью 40,...250 С/ч до интервала темпеи ратур (Тмин.уст.ауст. 50 C)...(Тмин.уст.ауст.

500 С).

1770384

Подстуживание после прокатки ведут ускоренно до температуры поверхности металла, находящейся в интервале (Тмин. Уст.ауст. - 50 С/.. Мн, чтобы по всему сечению профиля проката установилась гарантированная температура, обеспечивающая минимальное время превращения, Подсту>кивание выше этой температуры

Тмин. уст.ауст. - 50 С приводит к тому, что в о силу неоднородности поля температур по сечению при подстуживании в централo ной части сечения профиля проката первое перлитное превращение произойдет не полностью, Подстуживание ниже точки Мн (начала мартенситного превращения) приводит к увеличению длительности при последующем нагреве для аустенизации и к образованию трещин на поверхности, Ускоренный нагрев поверхностных слоев проката до интервала температуры поверхности от (Acm - 100 С) до (Acm -20 С) необходим для ускорения дости>кения в центральной час ги профиля температуры выше Ас1 и ускорения аустенитного превращения по всему сечению, что сокращает цикл термообработки, Нагрев выше (Acm — 20 С) приводит к быстрому росту зерна и недопустимому уменьшению карбидной фазы, которая в дальнейшем служит центрами образования зернистого перлита. Нагрев до температуры ниже (Acm - 100 С) замедляет подьем температуры цен ральной части выше Ас и удлиняет цикл термообработки. Охлаждение поверхности металла после выдерж,è до интервала температур от (А 1+ 40ОС) до

Ас проводится для увеличения в поверхностных слоях профиля проката количества центров кристаллизации для образования зернистого перлита. Охлаждение поверхности проката выше температуры (Ac< + 40 C) не позволяет избежать образования пластинчатого перлита из-за недостаточного количества центров кристаллизации, а ниже точки АС1 также приводит к образованию пластинчатого перлита. Выдержка при этом необходима для полного выделения из твердого раствора íеравновесны>: избыточных фаз металла. Охлаждение повеохности профиля проката со скоростью 40 — 250 С/ч до интервала температур от Тмин.уст.ауа1. + 50" С до

Т ин.уст.ауст. — 50 С необходимо для обеспео чения превращения аустенита поверхностных слоев профиля проката в перлит с твердостью, соответствующей требованиям нормативно-технической док ллентации.

Охла>кдение со скоростью менее 40 С/ч удлиняет процесс термообработки, а более

250 С/ч приводит к недопустимому повышению твердости металла, Охлаждение со

45 скоростью 40-250 С/ч выше (Тмин, уст.ауст.50 С)., а затем на воздухе приводит к недопустимому повышению твердости металла, а ниже (TMNH.gcT.ауст, - 50 С) — к удлинению процесса термообработки.

Пример осуществления способа.

Непрерывнолитые заготовки сечением 300х х 360 мм из стали ШХ15-B после нагрева до температуры 1180 С прокатывают на стане

700 за 13 проходов на трубную заготовку диаметром 130 мм, разрезают на пилах на мерные длины, затем ускоренно охлаждают на реечном холодильнике до температуры

600 — 560 С, после чего сажают в семизонную методическую печь с шагающими балками, работающую в проходном режиме: заготовки нагревают до температуры 800—

880 С в течение 45 — 75 мин, затем охла>кдают до температуры 780 — 740 С за 15-35 мин, выдерживают 15 — 25 мин, затем охлаждают со скоростью 40 — 250 С/ч до температуры

580 — 680 С и выдают на холодильник, где охлаждают до температуры цеха. В табл. 1 приведены конкретные примеры испытания предлагаемого и известного по прототипу способов.

В табл. 2 приведены результаты испытаний предлагаемого и известного по прототипу способов.

Данные, приведенные в табл. 1. позволяют сделать вывод, что продолжительность термообработки предлагаемым способом значительно короче, чем по прототипу.

Данные табл. 2 подтвер>кдают, что предлагаемый способ термообработки позволяет повысить часовую производительность термообработки в 1,3 — 2,0 раза и снизить энергоемкость (расход газа) в 1,4—

2,0 раза.

Использование предлагаемого способа термообработки крупносортного проката из заэвтектоидных сталей позволяет получить экономический эффект до 10 руб/т проката.

Формула изобретения

Способ термической обработки крупносортного проката из заэвтектоидных сТВ лей, включающий нагрев, горячую прокатку, подстуживание, выдержку, нагрев с выдержкой, охлаждение с выдержкой и окончательное охлаждение, отличающийся тем. что, с целью повышения производительности и снижения энергоемкости процесса при сохранении требуемых свойств подстуживание после прокатки ведут ускоренно до температуры поверхности металла, находящейся в интервале (Тм . ycz,аусат

-50 С)...Мн, нагрев проводят ускоренно дс (Ac; -100 С)...(Acr -20 С). после выдер>кки охлаждают до (АС1+ 40 С) Ас, и выдерживаю1 до полного выделения из твердого раство

17. 0384 тервала температур (Тмин уст,ауст. + 50 С)... (Тмин.уст.ауст. -50 С).

Табли ца 1 ра неравновесных избыточных фаз, затем охлаждают со скоростью 40 — 250 С/ч до инРежим

Операция

Предлагаемая технология

Прототип минимальный

560

650 600 580

Температура нагрева поверхности, С, 880

780 800 840

1-15

0-55

0-00

0-00

0-00

1-50

Температура охлаждения о поверхности, С

740

760

650

780

Время охлаждения поверхности, ч-мин

0-35

0-30 0 15 0-20

Время выдержки после охлаждения, ч-мин

0-25

2-30 0-15 0-20

580

630

680 бс0

Скорость охлаждения, С/мин

145

250

5-30 3-45

2-50

Продолжительность пребывания металла в пе5-0О 3-45

2-50

2-30 чах, ч-мин

Т а б л и ц а 2

Режим

Показатели

Прототип минин. оптимал. максим.

Продолжительность пре-. бывания металла в пе -00 3-45

400

2-50

400

Часовая производительность, т/ч

141

160

80 107

Удельный расход газа, мз /ч

5800

5800

5900

Расход газа на термообработку, тыс.мз

1,5

21,4

16,7 э 0

Редактор Т.Полионовв

Техред M.Moðãåíòàë

Корректор 3.Лончакова

Заказ 3714 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

Температура поверхности после прокатки, С

Время нагрева, ч-мин

Время выдержки,ч-мин

Температура охлаждения поверхности, С

Общая продолжительность обработки, ч-мин чах, ч"мин

Масса садки печи, т оптиналь" 1максимальный ный

2""30

400