Способ обработки катанки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) з(ю С 21 0 9/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 2867?5 (21) 3381427/22-0? (22) 08.01.8? (46) 30.11.83. Бюл. И 44 (72) В.В.Парусов, И.И.Долженков, B.À.Ëóöåíêî, Л.В.Подобедов, В.Н.Прокофьев, Н.Ш.Орджоникидзе, M.È.Ñîðîкин, В.М.Бойченко, .S.È.Êoíîíåííî, В.В.Андреева, В.И.Царюк, В.З.Марченко, А.А.Иураюкин и Н.Г.Нестерова (71) Институт черной металлургии и

Волгоградский металлургический завод Красный Октябрь! (53) 621 785.79-426(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 286725, кл. С 21 0 9/52, 1969. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАТАНКИ по авт. св. Н 286725, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повывения технологической пластичности, .после охлаждения до 650"500 С производят изотермическую выдержку при этой температуре в течение 3-15 мин.

1О57562

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству обработанной катанки, идущей на изготовление мягкотянутой проволоки.

По основному авт. св. Р 286725 известен способ обоаботки катанки, включающий прокатку катанки, охлажде.

Мие ее водой непосредственно по вы-. ходу из последней клети стана до температуры 650-500оС со скоростью не 1р менее 1000оС/с (11

Недостаток указанного способа заключается в том, что данной обработкой не удается получить в катанке, предназначенной для изготовления мяг" 15 котянутой проволоки, структуру зернистого перлита, повышающего техноло" гическую пластичность и уменьшить влияние деформационного старения катанки из нержавеющих1 сталей аустенит. 20 ного класса.

Цель изобретения - повышение технологической пластичности катанки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу обработки катан" 2 ки после охлаждения до 650-500 С проо изводят изотермическую выдержку при этой температуре в течение 3-15 мин.

Предлагаемый способ включает про" катку, ускоренное охлаждение водой до 30

650-500 С непосредственно по выходу ее из последней клети стана, изотермическую выдержку при этой температуре в течение 3- 15 мин. Катанка непосредственно по выходу из последней клети стана подвергается переохлаждению до температур метастабильного состояния аустенита и термопластической деформации последнего под влиянием тепловых и структурных напряжений. Переохлаждение катанки и формирование теп40. ловых и структурных напрякений произ- водят путем охлаждения со скоростью больше критической до среднемассовой температуры 650-500ОС При этом ввиду высокой скорости охлаждения поверхность катанки переохлаждается до температуры ниже точки начала мартенситного превращения.

Охлаждение со скоростью больше критической поверхностного слоя метал.ла приводит к формированию тепловых напряжений за счет градиента температур между поверхностью и сердцевиной, Наряду с формированием тепловых напряжений возникают структурные,напряже- 5 ния противоположного знака в реэуль" тате мартенситного превращения в поверхностных слоях металла.

Отпуск мартенсита в поверхностном слое высокоуглеродистой катанки в процессе выдержки при 650-500 С приводит к распаду и сфероидизации цементита.

Разновременное возникновение тепловых и структурных напряжений, а также, как показал опыт, преобладание тепловых напряжений над структурными вызывает пластическую деформацию аустенита в сердцевине металла, приводящую при одновременном воздействии высоких температур к сфероидизации цементита.

Охлаждение необходимо осуществлять со скоростью больше критической для того, чтобы тепловые и структурцые напряжения и вызванная ими пластическая деформация воздействовали на сердцевину мета|лла в тот период времени, когда она находится еще в аустенитном состоянии и процессы его распада no обычному механизму не начались.

Охлаждение катанки ниже 500 С приводит к получению на ее поверхности слоя отпущенного мартенсита значительной величины, повышению прочностных свойств и, как следствие, к снижению технологической пластичности.

При охлаждении катанки выше 650 С о тепловые напряжения релаксируют и пластическая деформация аустенита в сердцевине металла не происходит.

Как показал опыт, время изотермической выдержки при 650-500 С менее

3 мин приводит к неполной сфероидизации структуры в процессе распада аустенита, Время изотермической выдержки более 15 мин нецелесообразно, так как для всех марок стали процесс распада аустенита при 650-500 С будет гарантировано завершен.

П р и и е р. В потоке проволочного стана 260 непосредственно за чистовыми клетями осуществляют ускоренное охлаждение катанки диаметром 6,5 мм из ста ли марки У7А с температуры конца прокатки со средней скоростью охлаждения 1600 С!с до 550 С и смотку ее в бунт.

Непосредственно после выхода из моталки бунты катанки на пластинчатом транспортере проходят изотермическую выдержку под муфелем при 550 С в тео чение 10 мин, Катанка после такой обработки приобретает структуру мелкозернистого перлита по всему сечению. Причем в ° тонком поверхностном слое структуру зернистого перлита получают в резуль20

3 10575 тате отпуска мартенсита, а в центре анормального распада гомогенного аустенита, подвергнутого термопластической деформации.

Обработка катанки иэ высоколегированных марок сталей, в частности нержавеющих, приводит к повышению технологической пластичности путем измельчения действительного зерна и уменьшения эффекта деформационного 10 старения.

Предлагаемый способ был проверен в промышленных условиях при выпуске опытно-промышленных партий катанки диаметром 6,5 мм из стали У7А и

12Х18Н10Т, ускоренно охлажденных с у о прокатного нагрева до 500-550 C u

550-600 С соответственно.

Механические свойства катанки из стали У7В приведены в табл.1.

Структура промышленной катанкипластинчатый перлит с обрывками ферритной сетки, Структура ускоренно охлажденной до 500-550 С катанкио преимущественно мелкодисперсной зернистый перлит.

С целью определения максимально возможной суммарной деформации катанку диаметром 6,5 мм без предварительного патентирования волочат на стане 2500/9 по маршруту: 6,5-5,7-5,030 .4,40-3 85 3,40-3,0-2,6-2,3-2,0, т.е. за 9 проходов с суммарной деформацией 903.

Волочение катанки по данному маршруту за 9 проходов предусматривает З5 более жесткий режим деформирования, чем применяемые на отечественных метизных заводах и за рубежом, где суммарная деформация 901 достигается за 11 проходов.

Охлажденная по режиму $1) катанка без обрывов волочилась лишь до диаметра 3,85 мм (степень деформации

653). Поверхность проволоки на диаметре 4,40 и 3,85 мм блестящая, .что 45 указывает на.плохой захват смазки.

Волочение ускоренно охлажденной до 500-550 С катанки проходит стабильно с хорошим захватом смазки.

В табл.2 для сравнения приведены 50 механические свойства холодноволоченной проволоки диаметром 3,85 мм

62 4 из промышленной и ускоренно охлажденной кат ан ки.

Анализ данных по механическим свойствам показывает, что проволока из катанки со структурой мелкодисперсного зернистого перлита, обладает большим запасом пластичности, вследствие чего она волочится до более тонкого диаметра. Волочение ускоренно охлажденной катанки со. структурой мелкозернистого перлита проходит до более тонкого диаметра (2,0 мм) беэ дополнительной термообработки, что . свидетельствует о повышенной технологической пластичности ускоренно охлажденной катанки со структурой мелкодисперсного зернистого перлита.

Рекристаллизационно-сфероидизирующий отжиг проволоки из ускоренно охлажденной катанки проводят по сокращенному режиму. Длительностьотжига 6 ч вместо

10 ч по существующей технологии отжига проволоки холодноволоченной иэ катанки с пластинчатым перлитам.

Временное сопротивление отожженной проволоки удовлетворяет предъявляемым требованиям и составляет 570620 МПа.

Механические-свойства катанки из стали 12Х18Н10Т приведены в табл.3.

flo существующей технологии волочение катанки обработанной известным способом осуществляют по маршруту:

6,5-5,5-4,5-3,95-3,6 .

Волочение катанки до более тонкого диаметра приводит к разрушению волок.

Катанку, обработанную предложенным способом, волочат по маршруту: 6,55,5-4,5-3,95-3,6-3,4-2,8.

Волочение катанки, обработанной предлагаемым способом, проходит до более тонкого диаметра стабильно, с хорошим захватом смазки, что свидетельствует о повышенной технологической пластичности ускоренно охлажденной катанки.

Повышение технологической пластичности ускоренно охлажденной катанки обусловлено уменьшением сплошности к деформационному старению, о чем сви детельствуют пластические свойства холодноволоченной проволоки диаметром

3,6 мм табл.4).

1057562

Таблица 1

Режим охлаждения катанки

Временное сопротивление, Mila

Относительное сужение, Относительное удлинение, Ф

19-28

2г

10-13

980-1120

11-14

Предла" гаемый

51-55

1009

П р и м е ч а н и е: В числителе - минимальное и максимальное значения; в знаменателе - среднее

Табли ца 2, Режим охлаж" дения катанки

Временное сопротивление, ИПа

Относительное сужение, 1080-1120

14-23

1100

35-43 ч0

1480-1570 — т—

Предла" гаемый

550

Т а б л и ц а 3 е1

Временное сопротив" Относительное ление разрыву, ИПа сужение, 3

Ю М

Относительное удлинение, Ф

615-640 т

62-66 Д

52-56

30

Ф

Предлагаемый

625-.653 — г—

62-68

53-59

35

Таблиц 4

Режим охлаждения катанки

Относительное удлинение, 3

Временное сопротивление разрыву, МПа

1340- 1380 — т—

41-52

13 0

52-67

Предлагаемый

1360- 1380

1370

ВНИИПИ Заказ 9525/32 Тираж 568 Подписное

Филиал flW "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная, 4

Режим охлаждения катанки

840-930 9Н