Способ термической обработки фасонного проката

 

Союз Советских

< >931758

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву.— (22) Заявлено 18.12.80 (21) 3220370/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

С 21 D 1/02

С 2! D 8/00

Гааударатеееый кемитет

СССР пв меем езебретений и еткрмтий (53) УДК 621.788..79 (088.8 )

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 05.06.82 (72) Авторы изобретения

В. Т. Черненко, В. И. Друзин, Ю. А. Попов, О.,Л. Казырский, Г. Ф. Коломииков и А. С. Куилф

1 3

1 о ! (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ФАСОННОГО

ПРОКАТА

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке фасонного проката с использованием тепла нагрева под, прокатку и предназначено для повышения прокатного нагрева физико-механических свойств стали прокатываемой на швеллеры и балки.

Известен способ изготовления термически упрочненного фасонного проката, включающий нагрев заготовки, прокатку профиля и охлаждение проката по всему периметру сечения профиля, которому с целью повышения общего уровня и равномерности служебных свойств .предшествует избирательное ускоренное охлаждение отдельных его элементов (участков) (1) .

Недостаток известного способа заключается в том, что уже в процессе окончания прокатки профилей, характеризующихся значительной разнотолщинностью элементов, таких как швеллер или балка, процесс деформации стенки в чистовом и предчистовых калибрах ведут в интервале температур

Ar> — Аг,, а зачастую и ниже Аг1, в то время как температура полок профиля на

50 — 150 С превышает Ас . В результате последующего принудительного охлаждения металл по сечению такого проката характеризуется неодинаковыми механическими свойствами.

Известен способ изготовления проката, в котором тонкие элементы: профиля перед охлаждением всего профиля подогревают до температуры массивных элементов (2).

Способ позволяет снизить неравномерность свойств, но требует значительных

BoïîëHèTåëbíûõ затрат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ термической обработки фасонного проката с использованием тепла прокатного нагрева, включающий нагрев заготовки, прокатку, ускоренное охлаждение тонких элементов, .например, до 750—

600 С со скоростью 150 †3 С, прерванную закалку всего профиля и окончательное охлаждение на воздухе. Способ обеспечивает получение равномерных свойств по периметру сечения фасонных профилей, характеризующихся значительной разнотолщинностью (3) .

Однако при изготовлении тонкостенных профилей, например, швеллеров и балок, уже в процессе прокатки в предчистовых

93 }758

3 калибрах из-за быстрого остывания имеет место снижение температуры стенки профиля до 850 — 750 С и деформацию металла этого элемента ведут в двухфазной области.

По выходу из чистовой клети металл полок находится в аустенитном состоянии, а микроструктура стенки характеризуется наличием участков аустенита и структурно свободного феррита. Причем естественно по мере понижения температуры до А, количество структурно свободного феррита возрастает. Избирательное ускоренное охлаждение стенки по выходу профиля из чистовой клети от температуры выше А1 позволяет несколько повысить прочность и вязкость стали за счет продуктов промежуточного превращения и псевдоперлита, образовавшихся из оставшегося аустенита. Однако как после последующего естественного, так и принудительного охлаждения (прерванной закалки) всего профиля проката, уровень и равномерность прочностных, пластических и вязких свойств по сечению не высоки., Цель изобретения — обеспечение высокой конструктивной прочности фасонного проката.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки фасонного проката, включающем предварительное ускоренное охлаждение тонких элементов с температуры прокатки, прерванную закалку всего профиля и охлаждение на воздухе, ускоренное охлаждение тонких элементов производят до завершения процесса прокатки.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку нагревают, прокатывают в черновой и промежуточной группах клетей. Перед последним предчистовым проходом, где температура стенки недоката превышает А, стенку профиля охлаждают до 750 — 600 С.

Металл стенки профиля претерпевает диффузионное превращение с образованием мелкозернистой ферритоперлитной структуры, характеризующейся повышенным количеством псевдоэвтектоида. При этом температура полок недоката превышает Аз . В последующих чистовых проходах завершают формирование профиля. Возможность прокатки таких профилей при пониженных температурах стенки на существующем оборудовании подтверждается тем, что степень деформации в последних чистовых калибрах при прокатке швеллеров и балок по известному способу не высока (коэффициент вытяжки профиля составляет 1,08 — 1,12 при коэффициенте вытяжки стенки в пределах 1,03 — 1,06), деформацию стенки осуществляют при 850 — 750 С, а зачастую и ниже. По окончании прокатки производят охлаждение (естественное или принудительное) всего профиля.

При ускоренном охлаждении стенки недоката профиля до температур выше 750 С в процессе прокатки в последующих чистовых калибрах происходит постепенное понижение температуры, что приводит к увеличению количества структурно свободного феррита и выделению зернистого цементита. Металл стенки в этом случае обладает пониженной ударной вязкостью и хладостойкостью. В результате охлаждения стенки недоката до температуры менее 600 С по всему сечению металла стенки образуются продукты промежуточного превращения аустенита, обладающие пониженной пластичностью и вязкостью, а кроме того, затрудняется процесс деформации стенки в последующих чистовых калибрах.

Пример. Нагретую заготовку швеллера или балки прокатывают в черновой и промежуточной группах клетей. Перец проходом в чистовой группе перед клетью, где металл стенки недоката еще пребывает полностью в аустенитном состоянии (температура превышает А ), стенку недоката душем или струей воды направленно охлаждают до 640 — 660 С. При этом температура полок превышает Аз и далее одним или более чистовыми проходами завершают формирование профиля. По выходу из последней чистовой клети стана проводят охлаждение профиля по всему периметру сечения, например, потоком воды в устройстве .камерного типа до 640 — 660 Ñ. Металл полок, как ранее стенки, претерпевает диффузионное превращение с образованием мелкозернистой ферритоперлитной структуры с повышенным количеством псевдоэвтектоида.

Такая структура, наряду, с высокой прочностью 500 — 700 МПа (50 — 70 кгс/мм ), характеризуется высокой пластичностью и вязкостью.

Свойства по периметру сечения проката равномерны.

По сравнению с известным предлагаемый способ изготовления обеспечивает следующие технические преимущества: повышение уровня и равномерности свойств по периметру сечения швеллеров и балок в горячекатаном состоянии; возможность получения термически упрочненных швеллеров и балок с высокой и равномерной по периметру сечения конструктивной прочностью, отвечающей требованиям к конструкционным материалам.

Повышение уровня и равномерности, в частности прочностных свойств по,периметру сечения тонких профилей в горячекатаном состоянии, позволяет поднять расчетное сопротивление на 100 — 150 кгс/см, что позволяет сократить расход стали в металлоконструкциях из такого проката на 5 /р и получить в народном хозяйстве экономию

6 руб. на тонну.

931758

Формула изобретения

Способ термической обработки фасонного проката, преимущественно швеллера и балки, включающий нагрев заготовки, прокатку, ускоренное охлаждение тонких элементов aо 750 †6 С, прерванную закалку всего профиля и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой и равномерной конструктивной прочности, ускоренное охлаждение тонких

6 элементов производят до завершения процесса прокатки.

Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 440426, кл. С 21 D 1/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 736650, кл. С 21 D 1/02, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3006751/22-02, кл. С 21 D 1/02, 1980.

Составитель А. Секей

Редактор С. Юско Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 3666/32 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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