Способ термической обработки листовой малоуглеродистой стали

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖСТОВОЙ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ, включаииций охлаждение после горячей прокатки до 500-600 с, нагрев вьше точки Лсз и охлаждение, отличающий с я тем, что, с целью повьшения ударной вязкости при отрицательных температурах, охлаждение до 500бОО С проводят со скоростью 3-6 град/с и при этой температуре металл подвергают пластической деформации со степенью 20-30%, после чего нагревают со скоростью не менее 3 град/с до температуры Асз+( 10-20) С.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 21 D 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3711872/22-02 (22) 11.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. ¹ 34 (72) Н.Т.Егоров, Л.И.Разумова и Г.К.Дорожко (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (53) 621.785.79 (088,8) (56) Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. M.: Металлургия, 1978, с. 153-155.

Подгайский M.Ñ., Егоров Н.Т., Заннес А.И. и др. Бюллетень Института

Черметинформации, 1975, № 8,, с.50-51.

„„SU„„ l 178778 (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЛИСТОВОЙ МАЛОУГЛЕРОЛИСТОЙ СТАЛИ, включаииций охлаждение после горячей прокатки до 500-600 С, нагрев выше точки

Яс и охлаждение, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости при отрицательных температурах, охлаждение до 500600 С проводят со скоростью 3-6 град/с и при этой температуре металл подвергают пластической деформации со степенью 20-30Х после чего нагревают со скоростью не менее 3 град/с до

O температуры Асз +(10-20) С.

1178778

Изобретение относится к термической обработке листового проката.

Цель изобретения - повышение ударной вязкости при отрицательных температурах. 5

Применение ускоренного охлаждения после горячей прокатки при охлаждении до 500-600 С, увеличение скорос— ти нагрева и снижение температуры аустенитизации при термообработке 10 способствует сокращению длительности процесса.

Ограничение скорости охлаждения листового проката после горячей про" катки в пределах 3-6 град/с обуслов- 15 лено необходимостью получения мелкозернистой феррито-перлитной структуры при охлаждении до 500-600 С, а также сокращения длительности ббра" ботки по сравнению с охлаждением лис- 20 тов на воздухе (Ч,о не более

1 град/с) в известном способе.

В табл. 1 дано влияние скорости охлаждения в интервале Ас 500 С на о структуру горячедеформированной ста- 25 ли 09Г2.

Увеличение скорости охлаждения более 6 град/с нецелесообразно вследствие возникновения в структуре малоуглеродистых низколегированных сталей 0 наряду с феррито-перлитной составляющей, продуктов промежуточного распада (бейнита), осложняюящх процесс образования аустенита при повторном нагреве сталей. При скоростях охлаждения менее 3 град/с не удается сохранить эффект высокотемпературной деформации к моменту начала Г- о -превращения вследствие протекания рекристаллизационных процессов в деформированном 40 аустените, в результате чего формируется неблагоприятная крупнозернистая структура как при подстуживании до 500-600 С, так и при последующей термообработке (известный способ). .45

Применение пластической деформации при 500-600 С необходимо для ускорения процесса o(, -+ у -превращения, снижения критической точки Ас и измельчение аустенитного зерна в резуль- 0 тате повышения дефектности структуры и создания дополнительных центров за" рождения у -фазы. Диапазон абсолютных значений деформации в пределах

20-30Х позволяет при последующем нагреве получить однородную мелкозернистую структуру с величиной зерна не менее 9-10 баллов непосредственно в момент окончания нагрева на . о

20-30 С ниже, чем в известном спосо- бе. Понижение температуры нагрева на 20-30 С возможно за счет снижения на указанную величину значений критической точки .Ясз под воздействием деформации.

В табл. 2 представлено влияние при 500-600 С на критические точки и структуру стали 09Г2 при нагреве.

Повышение степени деформации выше

307. нецелесообразно вследствие трудности ее осуществления, а также того, что равномерное удлинение многоуглеродистой низколегированной стали с феррито-перлитной структурой при

500-600 С не превышает указанной вео личины и поэтому дальнейшее увеличение степени деформации может привести к возникновению субмикротрещин.

Деформация менее 207 нецелесообразна из-за незначительного уровня достигаемого эффекта.

Нагрев после деформации со скоростями более 3 град/с необходим с целью сохранения дефектности структуры к моменту начала о -+ -превращения для ускорения процесса аустенитизации стали.

При более низких значениях скоростей нагрева эффект ускорения о(. - Д"-. превращения снижается до полного его исчезновения при скоростях нагрева

0Ä5-0,8 град/с за счет протекания рекристаллизационных процессов в с — фазе °

В табл. 3 показано влияние скорости нагрева в субкритическом интервале температур (до точки. Ас„) на параметры о -+ Э -превращения стали 09Г2 при 750 С.

Снижение температуры нагрева и измельчение у -зерен за счет предварительной деформации уменьшает устойчивость аустенита в совокупности с применением охлаждения непосредственно с момента окончания нагрева, Снижение устойчивости аустенита исключает появление в структуре нормализою ванной стали продуктов промежуточного распада аустенита и способствует формированию однородной мелкозернистой феррито-перлитной структуры при охлаждении листового проката на воздухе в цеховых условиях, что определяет уровень ударной вязкости и стабильность ее значений при отрицательных температурах.

1178778

Скорость охлаждения, град/с

Характеристика структуры

Ф+П, величина зерна 6-.7 балл

0,5- 1,0

f,5 - 2 0

3,0 — 6,0

7,0 - 8,0

ФьП, величина зерна 6-8 балл

ФьII величина зерна 8-9 балл

Ф+П+Б, величина зерна 8-9 балл сс

П р и м е ч а н и е. Температура деформации 980 С, степень деформации 177..

Ф вЂ” феррит, Н вЂ” перлит, Б — бейнит.

Пример конкретного использования.

Опробование предлагаемого способа осуществлялось на листовых заготовках толщиной 20 мм иэ стали 09Г2, содержащей, 7: углерод 0,09, марганец 1,78, кремний 0,32, сера 0,027, фосфор 0,025.

Листовые заготовки после прокатки на лабораторном стане 240 при 1000 С охлаждали путем обдува воздухом с доо бавлением воды до 600 С (скорость 10 охлаждения составляла 4 град/с) и подвергали пластической деформации со степенью 307, затем нагревали до

910 С со скоростью 3 град/с и охлаждали на спокойном воздухе. 15

Для получения сравнительных данных параллельно проводилась обработка листового проката из этой же стали по известному способу.

Образцы после прокатки охлаждали 20 до 600 С на воздухе (скорость охлаждения 0,9 град/с), затем подвергали нагреву до 940 С. Скорость нагрева листовых заготовок составляла .1,2 град/с. 25

Данные сведены в табл. 4.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает получение таких же прочностных свойств при более высоких значениях ударной вязкости при отрицательных температурах.

Так, ударная вязкость при темпео ратурах испытания -60 и -?О С увеличилась в 1,8-2 раза.

Сталь, обработанная по предлагаемому способу, характеризуется однородной мелкозернистой структурой с величиной зерна 9-10 баллов, против

6-8 баллов в случае обработки по

40 известному способу.

Увеличение скорости охлаждения до 6 град/с при нормализации по предлагаемому способу приводит к дополнительному измельчению феррито-перлитной структуры, в то время как при обработке по известному способу в структуре стали появляются отдельные участки бейнитной составляющей, OT рицательно сказывающиеся на величину ударной вязкости.

Возможность получения однородной мелкозернистой феррито-перлитной структуры при повышенных скоростях охлаждения (в данном случае до

6 град/с) позволяет получить более стабильные результаты термообработки при охлаждении листов в цеховых условиях эа счет снижения чувствительности стали к .колебаниям скорости охлаждения, имеющимся под воздействием температуры окружающего воздуха в цехе и толщины обрабатываемьсс листов.

Использование предлагаемого способа термической обработки листовой малоуглеродистой стали обеспечивает по сравнению с известными способами увеличение ударной вязкости при отрицательных температурах в 1,8-2 раза; получение более стабильных результатов термообработки (эа счет получения однородной мелкозернистой феррито-перлитной структуры), а так- же сокращение продолжительности про- . цесса (за счет уменьшения продолжительности фазовых превращений, снижения температуры нагрева при повторной обработке и исключения операции выдержки при нагреве).

Т.а блица 1

1178778

Т а блица 2

Степень деформации, I

Зчачения критических точек, С

Величина

Ас„

714

893

714

887

7-9

710

875

708

862

706

860

9-10

П р И м е ч а н и е. Зерно аустенита определялось при Лс +(30-50) С. !

Таблица 3

Параметры о -2 ) -превращения

Скорость нагрева, град/с

Продолжительность превращения, с

Конец превращения, с

Начало превращения, с

Деформация при 550 С, E = 20%

110

29

100

18

Без деформации

0 5 — 4,0

110

Таблица 4

Ударная вязкость, КОИ, МДж/м, при температурах

Обработка

-60 -70

-40

+20

0,34 0,28

0,72

0,88

330

470

0,70 0,51

0,88

0,96

340

475

Предлагаемый способ

0,5 — 0,8 1,0 — 2,0

1 ,3,0 "4,0

Известная обработканормализация с горячего посада

Предел рочности, .Ьа, KIa

Предел текучести, Т 2

МПа зерна аустенита, балл

9-10

9-10