Способ термического упрочнения проката

 

Сущность изобретения: после горячей прокатки заготовку охлаждают со скоростью больше критической до 560-660°С. Не позднее 0,6 с после охлаждения заготовку сматывают в бунт, деформируя изгибом со стрелой прогиба 0,4-0,7 м на базе 0,7-1,5 м и кручением с относительным углом скручивания 0,25-0,85 рад/м. Температура самоотпуска смотанного в бунт проката составила 550-670°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е CK ИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 21 D 1/02, 9/52

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4928161/02 (22) 16.04.91 (46) 23.06.93. Бюл. М 23 (71) Днепропетровский металлургический институт и Институт черной металлургии (72) Ю.Т,Худик, А.В.Ивченко, В.Т,Худик, М.И.Костюченко, В,А.Нечепоренко, И.А.Гунькин, С.А.Костырко, Е.В.Приходько, А.П.Нечепорен ко и В. Ф, Рыбалка (73) Криворожский металлургический комбинат "Криворожсталь" им. В.И.Ленина (56) Авторское свидетельство СССР

М 1544288, кл. С 21 0 8/06, 1990.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термическому упрочнению проката преимущественно мелких и ., средних профилей сортовой стали в линии непрерывных станов.

Задачей настоящего изобретения является повышение конструктивной прочности при максимальном выходе годного проката путем исключения немерных длин и сокращения отходов металлопроката, Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных отличительных признаков: деформацию при смотке осуществляют перед самоотпуском не позднее 0,6 с после охлаждения со скоростью больше критической, причем деформацию изгибом ведут со стрелой прогиба 0,4-0,7 м на базе 0,7-1.5 м, а деформацию кручения с относительным углом скручивания 0,25-0,85 рад/м, При этом эффект достигается при реализации отличительных признаков в совокупности с признаками известного способа, включающего аустенитиэацию заготовки, прокатку, охлаждение со скоростью более критиче!

Ж 1823881 АЗ (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ПРОКАТА (57) Сущность изобретения; после горячей прокатки заготовку охлаждают со скоростью больше критической до 560-660 С. Не позднее 0,6 с после охлаждения заготовку сматывают в бунт, деформируя изгибом со стрелой прогиба 0,4-0,7 м на базе 0,7 — 1,5 м и кручением с относительным углом скручивания 0,25-0,85 рад/м. Температура самоотпуска смотанного в бунт проката составила 550 — 670"С. 1 табл. ской до среднемассовой температуры 560660 С, самоотпуск, деформацию изгибом и кручением при смотке.

Сущность способа состоит в том, что при охлаждении со скоростью больше критической до среднемассовой температуры

560 — 660 С на поверхности готового проката образуется слой мартенсита. количество которого изменяется в пределах 15-40% площади поперечного сечения. Если слой мартенсита занимает менее 15% поперечного сечения (охлаждение до среднемассовой температуры 600 С). то он не оказывает существенного влияния на агрегатную прочность и сочетание свойств проката, Образование мартенсита более чем на 40% поперечного сечения (охлаждение до среднемассовой температуры ниже 560 С) приводит к существенному приросту прочности ICh) при утрате пластических свойств материала, т.е. при охлаждении проката со скоростью больше критической до среднемассовой температуры 560-660 С достигается хорошее сочетание прочностных и пластических свойств проката. До1823881

55 полнительное повышение механических и технологических свойств бунтового проката обеспечивается временем между окончанием охлаждения со скоростью больше критической и операцией деформирования при смотке в бунт, а также параметрами самого процесса деформирования.

Регламентация паузы между окончанием охлаждения со скоростью больше критической и началом деформации при смотке необходима для формирования повышенных механических свойств бунтовой стали.

Существенного прироста показателей конструктивной прочности достигали при осуществлении деформации при смотке не позднее 0,6 с после прекращения охлаждения со скоростью больше критической, Это позволяло проводить деформацию закаленного поверхностного слоя и только после этого осуществлять самоотпуск, При увеличении паузы между охлаждением со скоростью больше критической и деформацией при смотке до 0,7 с и более самоотпуск поверхностного слоя происходит до деформации, что снижает прирост прочностных свойств и эффективность самого способа.

Минимальные значения стрелы прогиба (0,4 м) и относительного угла окручивания (0,25 рад/м) не обеспечивают повышения комплекса свойств продуктов распада деформированного мартенсита после его самоотпуска. Ограничение максимального значения степени деформации (0,7 м и 0,84 рад/м) позволяет избежать недопустимое искажение профиля и разрушение мартенсита.

Пример, Реализацию известного и предлагаемого способов осуществляли на действующей установке для термического упрочнения арматурной стали в потоке мелкосортного и проволочного станов комбината "Криворожсталь", Арматурную сталь диаметром 8 мм, содержащую 0.33;(, углерода, 0,52 марганца и 0,08ф> кремния, после прокатки с температуры 1130 С охлаждали (прерванная закалка со скоростью около 2000"С/с) в прямоточных охлаждающих устройствах различной длины при давлении охлаждающей воды 5.4 МПа и скорости ее потока относительно поверхности проката 22,5 м/с (скорость прокатки составляла 26,7 м/с) в течение 0,15-0,26 с до образования в поверхностном слое мартенсита, относительное количество которого составляло 10 -45 по5

35 перечного сечения стержня. После выхода иэ охлаждающих устройств прокат сматывается в бунт, имеющий наружный диаметр

1350 мм, внутренний диаметр 850 мм и высоту 420 мм. Температура самоотпуска смотанного в бунт проката составила

550-670 С. Параллельно из стали этого же состава были прокатаны стержни диаметром 8 мм и длиной 80 — 100 м, которые после прокатки и охлаждения имели температуру самоотпуска около 560, 610 и 660 С и не подвергались деформации изгибом и кручением, а укладывались на раскатное поле.

Результаты испытания контрольных образцов, отобранных из бунтовой и стержневой стали, представлены в таблице.

Как видно иэ таблицы, деформация кручением и изгибом мартенсита поверхностного слоя позволила повысить на 10-20 прочностные характеристики проката, при обеспечении технологического свойства арматуры (свариваемости), а также снизить потери металла в отходы и уменьшить количество немерных длин. При этом упрочненная углеродистая арматурная сталь обладает свойствами низколегированной стали.

Таким образом, реализация предлагаемого способа позволит организовать массовое производство упрочнен ной углеродистой арматурной стали класса АтШС и Ат-IV диаметром 6...10 мм взамен низколегировэнной горячекатаной стали класса А — Ш. Такая сталь обладает высоким комплексом механических свойств, а ее поставка в бунтах позволит снизить потери металлопроката в отходы и уменьшить количество немерных длин.

Формула изобретения

Способ термического упрочнения проката, преимущественно сортового, включающий аустенитиэацию заготовки, прокатку, охлаждение со скоростью, большей критической, до среднемассовой температуры

560 — 660 С, самоотпуск, деформацию изгибом и кручением при смотке, о т л и ч а юшийся тем, что деформацию при смотке осуществляют перед самоотпуском не позднее 0,6 с после охлаждения со скоростью, большей критической, причем деформацию изгибом ведут со стрелой прогиба 0,4 — 0,7 м на базе 0,7 — 1,5 м, а деформацию кручением — с относительным углом скручивания 0,250,85 рад/м.

1823881

Номера А н ю опь тое tpoCcv валам

Аюммю, и

Времю оюлвм вению.с

Пои!аль

3am aaalt ной зоны. $

Стреле прею»бв база/прогиб и/и

Пою ° aaòaaa юонструютиеноа проюнттн

Отто.

all

Ol, МПа сварю ю аеместь.

° Ф

* 1- - релзююы по прототипу. юю Ю УАОЕЛЕтЕОРЮтЕЛЬНВЮ (РаЗРУавмма ЮРЕСтОООРаЗНЫЮ СтЫЮОЮ ПО ОСНОЮНОМУ МотВЛЛУ}; — НЕУАОапотаОРИтЕЛЬНал (РаЗРУОтомна ПО с за рве).

Составитель А. Ивченко

Редактор Е. Полионова Техред М. Моргентал Корректор II «Pe!2!14

Заказ 2193 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

2

Э

5

7

В

10

6.6

5.6

4.9

6.7

6.8

5.6

4.9

4.5

5,6

5,8

0.25

0.21

0,18

0.28

0,25

0.21

0.18

0,17

0.21

0.21

Толюатна звювленното поеюрюностнто слою, 0.9

0.6

0.4

1.О

0 90

0.6

0.4

0.3

0.6

0,6

40 О

27.8

19.1

43.8

40.0

27.8

19,1

14,5

27,8

278

Време мемАу окончанием оюл-ю м

Аефо!» мас.,с

0,3

0,3

0.3

О,Э

0,3

0,5

0.7

0.5/0,5

0.7/О 7

0.5/1.1

0.4/1.5

0.3/1,6

0,5/1.1

05/I 1 уаельн утол

CE N° анна, РВА/М

0.9

0,85

0,55

0. 25

О. 20

0.55

Темп ратура

caaeom пусюв

Ос

610 йо

5!5

580

9ЭО

750

16,0

18,0

21.0

18.5

17,0

19.0

22.5

24.3

18.5

20.5

Э.О

Э.О

Э.О

О, °

0.4

0.5

0.Б

0.8

0.6 !