Способ изотермического отжига проката

 

СПОСОБ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА ПРОКАТА, включающий нагрев до температур аустенизации выше Ас, вьщержку, охлаждение до температур ниже Ас, изотермическую вьщержку до завершения перлитного превращения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества проката для чистовой вырубки при термообработке в садочных печах, нагрев и охлаждение проводят циклически с последовательным понижением температуры от максимальной (Ac+dT) - (Ас+ ЗТ+лТ,) в первом цикле до температуры аустенизации Ас - () в последнем цикле, причем количество циклов п опЛТ ределяют из условия п , где 4Т перепад температур по садке в первом цикле, Л Т - интервал отжигае§ мости, а изотермическую вьщержку до завершения перлитного превраще (Л ния проводят перед последующим нагревом в каждом цикле.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 2678120/22-02 (22) 24. 10. 78 (46) 15. 04. 84. Бюл. ¹ 14 (72) Н.Ф; Легейда, В.М. Краснопольский, Л.В. Коваленко, Н.B. Жидяева, В.П. Голубев и Ф.С. Чадаева (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 492560, кл. С 2 1 D 1/26, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 344004, кл. С 21 D 1/32, 1970 (54)(5?) СПОСОБ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА ПРОКАТА, включающий нагрев до температур аустенизации выше Ас, 1 выдержку, охлаждение до температур ниже Ac„, изотермическую выдержку до др С 21 D 1/26 // С 21 D 1/32 завершения перлитного превращения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества проката для чистовой вырубки при термообработке в садочных печах, нагрев и охлаждение проводят циклически с последовательным понижением температуры от максимальной (Ас„+4Т ) — (АС+4Т+4Т )

1 в первом цикле до температуры аустениэации Ас.„— (Ас„+ 4 Т) в последнем цикле, причем количество циклов и оп4Т ределяют иэ условия и) — где 4Т

4Т - перепад температур по садке в первом цикле, 4 Т вЂ” интервал отжигаемости, а изотермическую выдержку до завершения перлитного превращения проводят перед последующим нагревом в каждом цикле.

108. -,f !20

2<1. . 2

Изобретение относится к терми:I=.ской обработке металлов и предназначено для использования при умягчяющей сфероидизирующей обработке проката для чистовой вырубки в камер;:ь1х и колпаковых печах.

Известен способ изотермического отжига быстрорежущей стали включающий нагрев до температуры аустенпзяции, выдержку, охлаждение,. Изстер-1и-ческую Выдержку при тew!!ppaтуре пер литного превращения и окончательно" охлаждение, причем длительность выдержки при температуре перлитного превращения превышает длительность выдержки при аустенизации в 41,8 раза 1).

Одпако при осуществлении это. о способа в камерной или колл.<ò<;Iòçàé печи в значительной части садки не достигаются требуемые прочность и

1 структура ввиду значительногс перепада температур по сечению садки.

Максимальный перепад температур от-мечается, как правило, по вь1ссте яц" ки и он может составить 100-150ОС.

Наиболее близкпм к предлягае"сму по технической сушности янляетс5 способ термической обрабс тки с": <151И., состоящий н нагреве тали;-,с г;-.1и-.-.:.—

»! ратуры отпуска, равной Лс. -. (2з-. зС:., и выдержке н течение 1-4 ч, дялт-, f!шем нагреве до температурь 5с. +,...0--40 С) с выдержкой после прогрева

0 5- 1 ч EI 1зхля,:- e III!II д-с А1- — (0 о

-150 С) изотермической ныц:;.,,"ке 1» о-. лаждении t 2 J.

Недостатком этого способа н случя о реализации его н колпаковых и камерных печах являет-:5l зиачител:.hbi, р,я. .. брос свойств металла по сбавя."г, ки, вызванный фактически рязги 1пыми режимами обработки. Попытка шить перепад температур по се=:ени-с садки путем уменьшения ее ра;, .Iåðè!I приводит к резкому снижению пр=è,ÿ.-. . ††:;.<ñдительности печей, пре; де всего зя счет увеличения затрат времени па нагрев и охлаждение сяд1<15. ".=,": "-тcf обусловлено тем, что:все -.Яс-ки нагреваются только один ряз., ч гс при наличии неизбежногс пере:яда температур приводит к аустениза ц1»ц1 разных частей садки при рязлич1п .-,."... температурах.

Цель изобретения — понышепие качества проката для чистовой нырубк11 при термообработке г садочнь1х печах.

Н с, а<151енняя цель достигается тем,, то согласно способу изотерми-- ско-:о отжига проката, включающему

,;-.грев по температур яустенизации выше Ас „ выдержку, охлаждение до температур ниже Ас„, изотермическую ны11е|зжку до завершения перлитного пренра11:;е11ия, нагрев и охлаждение проката проводят циклически с последо;:яте51ьнь1м 11снижением температуры от максимальной (Ас.,+dT ) — (Ас +

1 1

-ьзТ + Д .,) .-.-. первом цикле до температуры яустенизации Ac — (Ас +дТ) в последнем цикле, причем количество циклов 11 определяют из условия йТ- и 1 — =, где 1зТ вЂ” перепад температур

5I пс -:à»:I

1 .р: вращения проводят перед последую— ш15м на греном н каждом .цикле.

Таким образом, при достижении .Я<с-и::а.1ьной температуры нагрева сс1дки «1 с .знсь1 пик51О самая хслсдняя

-яств с. цки няхо-.,ит я в температур. О1< ип -< .рвале аустенизации, позволяю1E:ñ :c! . .;Ить требуемую структуру и

53 ц5:.1:10 С ть .

< =f . "реll в последующих циклях дО

5o.; ее : †.Изких температур не может

:. р,1всст f к образованию н нышеуказан—

11о,.f -.-асти ся;1ки плястинчятсгс IIcpJIHИ ПО -:Ь1ШС11И10 ПРОЧНОСTV.

Сямя ; ..- Орячяя часть садки н первом т 1<пе f:|Ièîápåòàåò требуемую темпера- —., р,. =".óñ càíèçÿöèè в последнем цикле, го:1-оз=1о 1яет сохранить в остальных

"-:яс-.ях 5садки структуру сфероидизирол,«!f:.-;гo . ц„е:-м нтита образованную после

:.:ре.-шест.;ующих:1ягренов при этом .к;.л:".,i<) -ятельное снижение гемперату, ы от и"-1f

-";як f.ij, где р Т1 — перепад

ДТ т:.:..-=.f:-: р ня садке н пергом цикле, т - -цте-звал стжигяемости, обеспечилас н:--..",Ожпссть по крайней мере од.Ок."я;лого 1:ягреьа любой части садки ,то .-.-;1церятуры отжиг; и состпетствен;-:о . олу.;ение сферсицизирсванной струк гу;::. E î -.Сем объеме садки. .бь1дсс1<ка при т =.мперятуре ниже АС„ нагревами до завершения перлитнзгс П1 Е. .За" ЕНИЯ ИСКПЮЧЯЕ7 ВОЗМсж

» но, -. со:5.ря1ения аустенита, образо10860 вавшегося при предыдущем нагреве, в ходе очередного нагрева до температуры Ас„. Сохранение устойчивого аустенита, образовавшегося при нагреве до температур, превышающих Ас + Т з приводит к образованию при охлаждении пластинчатого перлита.

Максимальная температура нагрева садки, достигаемая при первом нагреве, составляет (Ас„+ДТ„) — (Ас +

1 1Т+ДТ„). Ограничение температуры нагрева садки обеспечивает уменьшение окалинообразования, обезуглероживания и снижает требуемое для полной сфероидизации количество нагревов, 15 а также предотвращает рост зерна.

Изобретение может быть использовано в любой садочной печи периоди— ческого действия, например колпаковой или камерной. Осуществление 20 нагревов и охлаждений согласно предлагаемому способу производится путем изменения температуры рабочего пространства печи.

Выбор граничных параметров тем- 25 пературы отжига обусловлен тем, что при нагреве ниже температуры Ас„ не происходит образования аустенита, а при нагреве выше Ас„ +дТ однородность и устойчивость аустенита павы- З0 шаются в такой степени, что получение сфероидизированной структуры становится невозможным. Выбор граничных параметров величины снижения температуры самои холоднои части 35 садки при каждом промежуточном нагреве обусловлен прежде всего тем, что это снижение не может превышать величины ДТ, которая для доэвтектоидных сталей, применяемых для чисто- 40 вой вырубки, при многократных нагревах и охлаждениях составляет 30-35 С.

Снижение температуры самой холодной части садки на 30 С и более привоо дит к тому, что отдельные части сад- 45 ки оказываются нагретыми при х-ом нагреве до температуры выше Ас +дТ

1 а при +1 нагреве — до температуры ниже Ас,, т.е. в этих частях садки не может быть получена требуемая 50 структура. Уменьшение величины снижения температуры ((1О С) приводит к значительному увеличению количества нагревов и длительности обработки.

Выбор минимально возможного коли- 55 чества нагревов из соотношения

20 лТ и), аТ и(обусловлен тем, что в случае отдельные части садки не будут нагреты дп температуры отжига в интервале Ас. -Ас +дТ и в них не будет получена требуемая структура.

Выбор максимальной температуры нагрева садки, равной (Ас +аТ ) (Ас„ +ДТ+дТ„), обусловлен тем, что при перепаде температур по садке, равном д Т„, и нагреве самой холодной части садки до предельной температуры отжига Ас +AT, температура самой горячей части садки составляет Ас +дТ+ДТ . Дальнейшее повышение температуры садки приводит к невозможности получить требуемую структуру в самой холодной части садки (из-за перегрева), а в самой горячей части садки происходит совершенно неоправданное окисление и обезуглероживание поверхности проката.

Так, например, при отжиге профилей из стали 45 (18х24х4000 мм) в колпаковую электрическую печь

ОКБ-520А загружают 9 т металла тремя пачками. Высота пачки составляет

250-300 мм. В каждую пачку вводят термопару для контроля температуры металла, а в колпаке и стенде печи имеются стационарные термопары.

Вследствие того, что снизу нагрев садки на осуществляется (в стенде печи нет нагревателей), самой горячей частью садки являлась верхняя пачка, а самой холодной — ниж" няя. При первом нагреве перепад температур по садке составляет

80 С, что и определяет минимальное количество нагревов (3), вследствие чеГо в процессе отжига печь и всю садку нагревают три раза, причем температура нагрева самой холодной части садки при втором и третьем нагреве уменьшена на 25 и 1О С соответственно. При третьем нагреве

;самая горячая часть садки(верхняя пачка) нагрета до температуры в интервале Ас, — (Ас. +ДТ).

Распределение максимальных температур при нагреве и минимальных температур при охлаждении (темперагур выдержек) в различных частях садки в процессе отжига представлено в таблице.

1086020

Температура, С, слои

Среднего

Верхнего

Рабочего пространства го

Нагрев

750

805

830

830

Выдержка

Нагрев

Выдержка

700

700

650

5á0

7?5

740

775

815

670

700

660

550

Нагрев

Выдержка

730

750

765

680

710

690

640

Составитель Л. Голубева

Редактор Н. Киштулинец Техред Т дубинчак КоРРектоР А. Дзятко

Заказ 2187/25 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

С целью сравнения свойств металла, обработанного по предлагаемому и известному способам, проведена обработка такого же металла в той же печи с 2S однократным нагревом и охлаждением.

При этих экспериментах задается лишь температура самой холодной части садки.

При одинарной обработке по режи- щ му, состоящему в нагреве до 740-750 С, выдержке 1,5 ч, охлаждении до 690700 С и выдержке при этой температуре в течение 16 ч, общее время обработки для садки массой 3 т составляет 36 ч, а для садки массой

10 т составляет 42 ч.

Как показывают данные испытаний механических свойств и микроструктуры опытного металла, временное соп- 40 ротивление металла после одинарной обработки составляет 54-57 кгс/мм

2 а в структуре содержится не менее

20Х пластинчатого перлита, тогда как после обработки по предлагаемому способу временное сопротивление составляет 48-52 кгс/мм2, а в струк туре содержится не более 57 пластин чатого перлита.

Изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает повышение качества проката за счет снижения временного сопротивления на 5-6 кгс/мм и содержания пластинчатого перлита в стали от 20 до 57, что удовлетворяет требованиям ТУ-14-1-1535-76.

Кроме того, по сравнению с известными предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: повышением производительности оборудования от 0,08 до О, 16 т/ч за счет возможности увеличения массы садки при получении одинаковых свойств; уменьшением объема металла, направляемого на повторную обработку.

Ожидаемый удельный экономический эффект от использования изобретения составляет 40 р./т, а при максимальном объеме использования изобретения суммарный экономический эффект может составить 600 тыс. Руб.

Зкономический эффект получают эа счет использования вместо роликовых проходных печей более дешевых колпаковых