Способ термической обработки горячекатаных толстых листов

 

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ТОЛСТЫХ ЛИСТОВ , преимущественно из хромокремневольфрамовых сталей, включающий регламентированное охлаждение с температуры ниже Аг после горячей пластической деформации, отличающийся тем, что, с целью предотвращения флокенообразования за счет глубокого удаления водорода , а также уменьшения времени обработки , после горячей деформации проводят выдержку при Аг

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3471522/22-02 (22), 19.07.82 (46) 23. 10. 83. Бюл. 9 39 (72) Ю.A.Áàøíèí, Б.А,Колачев, В.И. Заика, Ю.М.Мухин и Я.С.Гончар (71) Донецкий ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт и Московский вечерний металлургический институт (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Самохоцкий А.И. и др.

Технология термической обработки металлов. М., Машиностроение, 1976, с. 206-208.

2. Технологическая инструкция по термической обработке листов из углеродистой стали сварных прямошовных труб и проб от листов и штрипсов Р- 11-T-67. Металлургический завод им. Ильича, Жданов, 1967, (54)(57) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОИ

ОБРАБОТКИ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ТОЛСТЫХ ЛИСÄÄSUÄÄ 1049553 А

3(5D С 21 D 1/78; С 21 D 3/06;

С 21 D 9/46

ТОВ, преимущественно из хромокремневольфрамовых сталей, включающий регламентированное охлаждение с температуры ниже Аг„ после горячей пластической деформации, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения флокенообраэования за счет глубокого удаления водорода, а также уменьшения времени обработки, после горячей деформации проводят выдержку при Аг о

I (40 — 60 C) в течение 40-60 мин, затем ведут охлаждение со скоростью 50 -700 С/ч до 200-150 С, после чего осуществляют нагрев до Л с „- (40-60 С), выдержку в течение 20-35 мин, а охлаждение

Ф ведут на воздухе.

2. Способ по п.1, о.т л и ч а ю- фф шийся тем, что нагрев до

Ac.q — (40-60 С) ведут в течение

2-3 мин на 1 мм толщины листа.

1049553

Изобретение относится к термической обработке а именно к способам термической обработки толстолистоной стали после горячей деформации для предотвращения флокенообразонания.

Известен способ термической обработки горячекатаных толстолистоных сталей, согласно которому для снижения твердости, внутренних напряжений и предупреждения флокенообраэования листовую сталь подвергают предварительной термической обработке . — отжигу при 600 ;, 700" С f 1 ).

Однако .произвести глубокое удаление водорода иэ стали невозможно, несмотря на длительные выдержки (12-20 ч.), н связи с относи.тельно высокими равновесными со держаниями водорода в металле при этих температурах. Такой режим термической обработки не всегда обеспечивает иммунитет к флокено- образованию.

Наиболее .близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки листовой стали

5ХВ2С, заключающийся н том, что охлаждение листов после прокатки производят в печи с 600-500 до

150-100 о С со скоростью

70-50 C/ч (2 ).

Недостаток известного способа заключается в том, что замедленное охлаждение не обеспечивает глубокого удаления водорода из стального листа и полностью не предотвращает флокенообразование в стали. Кроме того, замедленное охлаждение листового проката требует длительного

:времени термической обработки, что эадалживает оборудование.

Цель изобретения — предотвращение флокенообразования за счет глубокого удаления водорода, а также уменьшение времени обработки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термичес. кой обработки горячекатаных толстых листов, преимущественно из хромокремневольфрамовых сталей, включающему регламентированное охлаждение с температуры ниже точки /(r после горячей пластической деформации, после горячей деформации проводят выдержку при Ar- — (40-60 С) н течение 40-60 мин, затем ведут охлаждение со скоростью 500-700 С/ч до

200-150 С, после чего осуществляют нагрев до Ас (40-60 С), выдержку в течение 20-35 мин, а охлаждение ведут на воздухе.

Кроме тОго, нагрев до 4с (40-60 C) ведут в течение 2-3 мин, на 1 мм толщины листа.

Охлажцение металла после прокатки до температуры на 40-60 " C:ниже точки Я, и выдержка в течение

40-60 мин, сопровождаются значительным снижением внутренних напряжений

5 и ускоренньж удалением водорода из металла н результате фазовых превращений.

При охлаждении стали меньше,, чем на 40 о C ниже точки,4,, в снязи с большей устойчивостью переохлаждевного аустенита, возможно лишь частичное ) - о -превращение в стали, В связи с тем, что в ГЦК-решетке растворимость водорода значительно выше чем в 0UK-решетке, это не обеспечиваЕт глубокую дегазацию металла.

При охлаждении стали больше чем на 60 С ниже точки Rr,, снижается о коэффициент диффузии атомов водорода, что приводит к существенному. . Р0 ° удлинению необходимой выдержки металла. при этой температуре.

Выдержка стали при температуре о на 40-60 C ниже точки Ar, меньше

40 мин малоэффективна, поскольку это го времени недостаточно для снятия т внутренних напряжений и установления равновесной концентрации водорода н металле. увеличение времени выдержки более 60 мин непроизводительно, З0 поскольку дальнейшая выдержка при этой температуре приводит к очень незначительному дополнительному ныделению водорода из стали.

Охлаждение стали со скоростью, большей 700 С/ч, вызывает коробо ление листов.

Охлаждение стали со сторостью меньше 500 С/ч нерационально, .поскольку ув еличивается время проиэво4()стненного цикла переработки листоного проката, Охлаждение стального листа до температуры ниже 150 С недопустимо, так как известно, что при снижении температуры ниже 150 С растворимость водорода н стали резко уменьшается, а водород в значительной степени перераспределяется по дефектам металла и молизуется. Молекулярный же. водород термической обработкой уда лить невозможно.

Охлаждение стального листа.дс температуры выше 200 о С снижает перепад температур между поверхностью и внутренними слоями листов при последующем их нагреве, что приводит к снижению скорости выделения водорода иэ металла.

После охлаждения стали до температуры 200-150 С производится ее нагрев до температуры на 40-60 С ниже точки bc, из расчета 2-3 мин на 1 мм тозщийы листов. Для достижения оптимального эффекта удаления водорода из стали необходимо создать максимальный градиент температур

1049553 онцентрац водорода м,г10

2,-.8-3,7

) .4-1,9

5,5

Известный ( Предлагаемый

ВНИИПИ Заказ 8362/28 Тираж 568 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,ужгород,ул.Проектная,4 между понерхностью и внутренними слоями листов.

Повышение температуры увеличивает диффузионную подвижность атомов водорода, что способствует возрастанию скорости десорбции водорода из металла, Кроме того, при повышении температуры листов от 150-200 С до температуры на 40-60 С. ниже точки

AG поверхность листов имеет значительно более высокую температуру„ 1О чем внутренние слои. Поэтому растворимость водорода в поверхностных слоях листов существенно выше, особенно в начальный момент помещения проката в нагревательную печь, чем во внутренних слоях, что приводит к ускоренной диффузии нодорода из внутренних слоев к поверхности и .десорбции"его из стали. Учитывая, что листы в печь загружаются пакетами, указанный эффект усиливается.

В процессе выравнивания температуры по толщине листов скорость десорбции снижается за счет уменьшения различия в растворимости водорода и затухает, когда температура по толщине листов снановится постоянной.

Длительность нагоена стали меньше 2 мин на 1 мм толщины листа недопустима, поскольку достижение одинаковой температуры по толщине листов проис- ЗО ходит быстрее и эффект десорбции водорода за счет снижения времени в различии растворимости в поверхност ных и внутренних слоях металла ослабевает. Длительность нагрева стали 35 больше 3 мин на 1 мм толщины листа нерациональна, так как снижается производительность промышленных печей и агрегатон.

По достижении температуры на 4О

40-60 С ниже точки Ac сталь подвергают выдержке в течение 20-35 мин для усреднения водорода в объеме металла.

Выдержка стали более 35 мин неце 45 лесообраэна, поскольку н металле диффузионные процессы перераспределения водорода Фактически прекращаются., а при выдержке стали менее 20 мин эти процессы в металле еще имеют 5О место, что не предотвращает локальных сегрегаций водорода, представ= ляющих опасность Флокенообразонания в стали..При температуре выдержки металла более чем на Лс, — 40 С возможно

-образование локальных участков дустени. =, что приводит к увеличению в ни-=:. содержания водорода и при последующем охлаждении способствует появлению флокенон..

- При температуре выдержки стали менее чем иа Мс — 60 С снижается о градиент температур при нагреве мегалла,. уменьшается скорость выделения водорода и эффективность его удаления, После выдержки металла н печи производится его охлаждение на воздухе. При этом не происходит коробление листов и не задалживается технологическое оборудование.

g p и м е р. Термическая противофлокенная обработка листов проводи лась по известному и предлагаемому способам.

По известному способу. листы стали

5ХВ2С толщиной 30 мм после прокатки загружались в термическую печЬ при

600 С и затем охлаждались в печи со скоростью 90 С/ч. Длительность термической обработки составляла 10 ч.

По предлагаемому способу после прокатки листы загружались в печь при 720 О C (Аг 770 C) температура печи — Ar„ 50 C) и выдерживались

О н течение 45 мин. После выдержки листы охлаждались сжатым воздухом со скоростью 600 C/÷ до 150 С, а затем помещались в термическую печь с температурой 720 С (AcÄ=780 С

I о температура печи — Яс — 60 С) .

Выдержка н печи производилась в течение 00 мин (2,.5 мин на 1 мм толщины листа и выдержка длительностью

2-:::::;"H), после чего охлаждение лис.-, тов производили на воздухе.

Результаты испытаний металла приведены н таблице.

При концентрации водорода, полу ченной по предлагаемому способу, фло-,, кен-. н металле отсутствуют. Кроме того„. время термической обработки также существенно уменьшается.

Технико-экономический эффект от использования изобретения за счет устране-.èÿ брака по флокенам составит 9,.08 руб. на 1 т.