Способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали. Способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали заключается в том, что загрузку проката в печь производят при температуре 650-680°С, в печи прокат нагревают до температур 1000-1100°С, выдерживают 8-10 часов и далее охлаждают в штабелях до температуры не выше 200°С. Техническим результатом изобретения является улучшение качества и снижение длительности противофлокенной обработки.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способом противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали.

Известно, что в жидком металле скорость растворения водорода выше, чем в твердом. В твердом состоянии проницаемость металлов для газов определяется кристаллической структурой металла. α-Fe более проницаемо для водорода, чем γ-Fe, так как полости, соединяющие соседние междоузлия (поры) в пространственно-центрированной решетке α-Fe, больше полостей в гране центрированной решетки γ-Fe (сами же поры, наоборот шире в решетке γ-Fe, с чем и связана большая растворимость газов в железе этой модификации, а также в сталях и сплавах, имеющих аустенитную структуру) [1].

Известно также, что во время кристаллизации водород в значительной степени переходит в маточный раствор, что вызывает его сильную зональную ликвацию в слитке, а после затвердевания полностью выделяется из металлического раствора. Выделение водорода происходит в пустоты металла и дефектные места решетки, здесь атомы водорода образуют молекулы, и он переходит в газообразное состояние. Если объем пустот большой, как это имеет место в литом металле, давление водорода в них невелико, и он не влияет на свойства стали. Если объем пустот небольшой, как это имеет место в катанном и кованом металле, где возникает высокое давление (до 1000 МПа) с образованием флокенов (надрыв в стали) [2].

Известно, что нагрев выше точек AC1 (730-760°C) и АC3 (780-820°С) измельчает аустенитное зерно, способствует выделению водорода и равномерному распределению его в образующейся при охлаждении мелкозернистой структуре. Нагрев заготовок до данных температур обеспечивает малую скорость последующего охлаждения. За счет полноты γ→α превращения при 700°С структурные и термические напряжения в металле значительно уменьшаются, что способствует снижению концентрации водорода.

Для снижения содержания водорода в готовом прокате широко используется замедленное охлаждение при определенных температурах [3].

Известен также способ замедленного охлаждения для предупреждения образования флокенов в неотапливаемых ямах (колодцах), включающий загрузку проката в ямы при температуре не ниже 650°С, охлаждение в ямах с закрытыми крышками до 600°С и последующее охлаждение со снятыми крышками, выгрузка заготовок из ямы при температуре не менее 200°С.

Существенными недостатками данного способа противофлокенной обработки проката являются:

- высокая продолжительность противофлокенной обработки и связанное с этим снижение производительности прокатки в связи с ожиданием окончания обработки,

- низкое качество противофлокенной обработки, в ряде случаев приводящее к выявлению флокенов.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются улучшение качества и снижение длительности противофлокенной обработки.

Для этого предлагается способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали, заключающийся в изотермической выдержке в нагревательной печи, причем прокат подвергается перекристаллизационному нагреву, отличающийся тем, что загрузку проката в печь производят при температуре 650-680°С, в печи прокат нагревают до температур 1000-1100°С, выдерживают 8-10 часов и далее охлаждают в штабелях до температуры не выше 200°С.

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем исходя из следующих предпосылок.

При загрузке проката, имеющего температуру менее 650°С и более 680°С и нагрева в печи до температуры менее 1000 или более 1100°С, и выдержке в печи менее 8 часов, приводили к образованию флокенов.

Заявленный способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали был реализован при производстве стали марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ4, 65Г. Прокатанные на блюминге заготовки охлаждались на воздухе до 650-680°С, затем загружались в проходную печь (температура в печи по всем зонам 1000-1100°С), где находились 8-10 часов, после чего заготовки выдавались на участок вырубки и охлаждались в штабеле до требуемых температур (не ниже 200°С). После изотермического отжига и охлаждения металла заготовки контролировались ультразвуковым методом на наличие флокенов, а также осуществлялся отбор проб для контроля флокенов глубоким травлением (со строжкой макротемплетов).

Металл, обработанный по заявленному способу противофлокенной обработки, не содержал флокенов и признан годным по результатам макро- и УЗК контроля.

Заявляемый способ позволил повысить качество противофлокенной обработки (случаев забракования по дефектам «флокены» не выявлено), а также снизить длительность противофлокенной обработки с 70-85 часов до 8-10 часов.

Источники информации

1. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали - М.: «Мир», ООО «Издательство ACT», 2003. - 528 с.

2. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. - М.: Металлургия, 1984. - 568 с.

3. Вязников Н.Ф. Легированная сталь. -М.: Металлургия, 1963. - 271 с.

4. ТИ 58-СП-011-2003 ОАО «Рельсы Кузнецкого металлургического комбината» «Замедленное охлаждение металла в ямах цеха сортового проката» - Новокузнецк, 2003. - 8 с.

Способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали, заключающийся в изотермической выдержке в нагревательной печи, причем прокат подвергается перекристаллизационному нагреву, отличающийся тем, что загрузку проката в печь производят при температуре 650-680°С, в печи прокат нагревают до температуры 1000-1100°С, выдерживают 8-10 ч и далее охлаждают в штабелях до температуры не выше 200°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии проведения противофлокенной термической обработки крупногабаритных изделий, в том числе поковок из углеродистых, а также мало- и среднелегированных марок сталей.
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам обработки проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. .

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в практике заводских лабораторий при исследовании причин разрушения и обоснования механизма необратимого водородного охрупчивания стальных деталей с гальванопокрытием или без него, а также деталей из других металлов, подвергавшихся наводороживанию.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам термической обработки для удаления водорода и повышения пластичности в сталях, преимущественно бейнитного класса.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для повышения эффективности и сокращения продолжительности обезвоживающих обработок стали. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к удалению водорода в металлах и сплавах, обладающих полиморфизмом, путем термической обработки. .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для повышения качества металлов и сплавов , имеющих полиморфное превращение, и изделий из них за счет удаления водорода .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве литья нержавеющих коррозионностойких сталей аустенитного класса для глубокой вытяжки.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам противофлокенной обработки проката из легированной стали

Изобретение относится к области металловедения и термической обработки поковок из сталей и сплавов и может быть использовано в металлургической и машиностроительной отраслях промышленности при производстве поковок

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии термической обработки крупногабаритных изделий, в том числе поковок из углеродистых и легированных сталей для удаления флокенов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии термической противофлокенной обработки крупногабаритных изделий, в том числе поковок из углеродистых и легированных сталей

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к термической обработке крупногабаритных кованых заготовок типа обечаек для корпусов нефтехимических реакторов глубокой переработки нефти и другого крупногабаритного нефтехимического оборудования

Изобретение относится к диагностике технического состояния стальных деталей, а именно к способам выявления микротрещин, обусловленных наличием водорода в сталях. Указанный технический результат достигается тем, что способ выявления микротрещин в виде флокенов в стали включает изготовление ударных образцов с надрезом, закалку образцов на мартенсит, их разрушение и выявление на изломе методами световой и/или сканирующей микроскопии мартенситного микрорельефа, свидетельствующего о наличии внутренних трещин, обусловленных водородной хрупкостью. Технический результат изобретения - обеспечение простого и достоверного способа выявления микротрещин - флокенов, обусловленных наличием водорода в стали. 6 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения выносливости мартенситной нержавеющей стали проводят электрошлаковый переплав, затем охлаждают полученный слиток и осуществляют по меньшей мере один аустенитный термический цикл, состоящий в нагреве слитка выше температуры аустенизации с последующей стадией охлаждения. Во время охлаждения, перед тем, как минимальная температура слитка будет ниже температуры Ms, слиток выдерживают выше температуры Ас3 до начала выполнения последующего аустенитного цикла или выдерживают при температуре выдержки, входящей в пределы «носа» феррито-перлитного превращения, в течение времени выдержки, которое является более длительным, чем период, достаточный для максимально возможного преобразования аустенита в феррито-перлитную структуру в слитке при температуре выдержки, причем слиток выдерживают при температуре выдержки сразу после достижения температуры самой холодной точки слитка температуры выдержки, затем выполняют последний аустенитный термический цикл, включающий нагрев слитка выше Ас3 , за которым следует завершающая стадия охлаждения, причем слиток выдерживают при температуре, входящей в пределы «носа» феррито-перлитного превращения, как указано выше, при этом после завершающего охлаждения слиток не подвергают обработке в аустенитном термическом цикле выше. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали

Наверх