Способ определения температурного интервала прокатки

 

.Изобретение относится к способам термической обработки и прокатки черных металлов, преимущественно листа и специальных профилей, изготавливаемых из строительных сталей. Целью изобретения является получение заданных механических свойств прокатных изделий. Способ изготовления прокатных изделий включает нагрев, выдержку , прокатку и охлаждение на воздухе , причем предварительно проводят прокатку опытной партии в температурном интервале от до А , измеряют размер зерна продуктов распада переохлажденного аустенита и в соответствии с зависимостью Тпр ad + + bd + cd + f, где - температура .прокатки,°С; d - размер зерна, мкм; а,в,с и f - константы, определ5пот указанные константы, после чего на основании химического состава и требуемых механических свойств определяют требуемый размер зерна, используя соотношение d , где Ку - коэффициент упрочнения, равный 0,6, д6 - упрочнение, вызванное измельче- 11ием зерна продуктов распада, rt, под- .ставляя его в указанную зависимость, находят границы температурного интервала конца прокатки основной партии изделий. 2 табл. i (Л О О со со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„3 260394 A 1 (5ц 4 С 21 D 1/02, 8/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А STOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3828491/22-02 (22) 25.12.84 (46) 30.09.86.Бюл, Р 36 (71) Нижнетагильский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции металлургический комбинат им.В.И.Ленина и Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.M.Êèðîâà (72) В.М.Фарбер, В.Н.Давыдов, Е.Г.Зудов, В.В.Иачихин и В.А.Мочалов (53) 621.771:62).785.9 (088.8) (56) Фарбер В.М. и Гольдштейн М.И.

Дисперсионное упрочнение стали. M.:

Металлургия, 1979, с.148,151,155.

Гладштейн Д.И. и Литвиненко Д.А.

Высокопрочная строительная сталь.М.:

Металлургия, 1972, с.19.

Авторское свидетельство СССР

N 440426, кл. С 21 D 1/02, 8/00, 1972. тавливаемых из строительных сталей.

Целью изобретения является получение заданных механических свойств прокатных изделий. Способ изготовления прокатных изделий включает нагрев, выдержку, прокатку и охлаждение на воздухе, причем предварительно проводят прокатку опытной партии в температурном интервале от 1200 С до А изме33 ряют размер зерна продуктов распада переохлажденного аустенита и в соотз ветствии с зависимостью Т = ad +

2 пр

+ bd + cd + f, где Т„, — температура прокатки, С; d — размер зерна, мкм; а,в,с и Š— константы, определяют указанные константы, после чего на основании химического состава и требуемых механических свойств определяют требуемый размер зерна, используя соотношение d = K„/ьб 2, где K„ ко2 зффициент упрочнения, равнъФ О,б, а6 — упрочнение, вызванное измельчением зерна продуктов распада, й, подставляя его в указанную зависимость, находят границы температурного интервала конца прокатки основной партии изделий. 2 табл. М (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ИНТЕРВАЛА ПРОКАТКИ (57) Изобретение относится к способам термической обработки и прокатки черных металлов, преимущественно листа и специальных профилей, изгоОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1260394 дб, дб.

T.

T,„

Изобретение относится к способам термической обработки и прокатки черных металлов, преимущественно листа и специальных профилей, изготовляемых из строителы-ых сталей. 5

Цель изобретения — получение за1данных, механических свойств прокатных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что определяют размер зерна феррита и перлита после опытной прокатки при температурах от 1200 С, до А и охлаждения, описываемой зависимостью

3 2

Т„, = ad + bd + cd + f, (i) упрочнение за счет присутствия перлита, МПа; упрочнение, вызванное легирующими элементами MIIa упрочнение, связанное с возрастанием плотности дислокаций, MIIa; упрочнение за счет дисперсионного твердения, МПа; константа, МПа; константа, С; температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому, заданная техническими условиями, С. где а, b» f — константы;

T — температура конца прокатd — размер зерна, мкм, после чего по данным химического состава устанавливают верхнюю и нижнюю границы температурного интервала прокатки, используя. соотношение

d = I." /д62 (э) 25 где К вЂ” коэффициент упрочнения, равный 0,6; — упрочнение, вызванное измельчением зерна продуктов распада, МПа.

Способ включает операции нагрева до температуры аустенизации, как правило, выше 1100 С, выдержки для фор- мирования аустенитной структуры, деформации и охлаждения на воздухе.Новым в способе является предварительное измерение размера зерна продуктов распада переохлажденного аустенита, описываемого зависимостью 40

T„ = ad + bd + cd+ f, после че2 го возможно, используя данные марочного и плавочного состава, определить температурный интервал конца прокатки для получения заданного 45 комплекса механических свойств на строительных сталях, исходя из соотношения d = К /д5 . Упрочнение выз2 з

Ф ванное измельчением зерна продуктов распада, определяется по зависимос- . тям: ьб = 6,„- 1дб. +аБ. )

2 112 — (S +д1:, ) 2 ° (1. 1)

AG = 1/0,7 (Т,+ 0,5дб, + 0,9д6„+

+ 0,4д6 + 0,3дб ч Тт„) (1 2) где 6»„ — предел текучести, заданный техническими условиями,МПа;

Формула (1 „1) используется для определения температурного интервала прокатки согласно заданным прочностным характеристикам, а формула (1.2) — согласно вязкостным.

Используя данные химического состава, зная коэффициенты упрочнения и д8, Т,, из справочной литературы о можно определить nb» а уже по нему требуемый размер зерна согласно управлениям 1,1 и 1,2, Таким образом, найденные исходя из заданных значений прочности и вязкости значения d позволяют, используя уравнение Т„

ad + bd t cd + f, определить температурный интервал конца прокатки.

Пример, Сталь 3 пс, прокатанная с температуры 1200 С с общей степенью обжатия 66Е, после охлажде-. ния на воздухе имеет феррито-перлитную структуру.

Необходимо определить температурный интервал конца прокатки для получения заданных характеристик прочности и пластичности: предел текучести

= 260 NIIa, ударная вязкость

0,3 МДж/м, которая должна реализоваться при температуре Т „= -20 С.

Согласно справочным данным константы дб = 30 МПа, а Т, = — 20 С.

Проведя серию экспериментальных прокаток при температурах конца деформации 950, 925,850 и 800 С, определяли размер зерна феррита и процентное содержание перлита (табл.1) результаты обработаны статистически и средняя ошибка не превышает 57. На основании полученных данных определены константы а, Ь, с и f из системы уравнений

950 = а" 20 +b-20 + С.20 +

У

925 = а ° 10з +Ь ° 16 + С ° 16 +

1260394

850 = а 14,5 +Ь 14,5 +С 14,5+f;

800 .= а.14,0 +Ь 14,0 +С 14,0+g

О 36 с1 -т

151

-5 — 1,6.10 м 16 мкм;

Т„р = 0,6880 — 41,7д + 842d э 2 — 47!7 (1 ° 3)

Согласно данным рентгеноструктурного и электронно-микроскопического анализа плотность дислокаций в сталях этой группы после прокатки при температурах прокатки 1000 — 800 С оценивается как 10 — IO см, что

9 -2 соответствует упрочнению в 10 ИПа.

Частицы вторых фаз отсутствуют, поэтомуаб = О. Количество перлита при рассмотренных температурах прокатки меняется в пределах 20-22%, что дает величину a S„= 48-53 ИЛа (а &„=О, 24%) .

Вклад ьб„после оценки по формуле

aS, =2 К; С;

25 где К. — коэффициент упрочнения, вно1 симый данным элементом;

С; — процентное содержание этого элемента, дает величину 50 и 80 МПа З0 для стали, выплавленной на нижнем и верхнем пределе марочного состава соответственно.

Таким образом, согласно формулы (1.2) и (1.1) определяют величины

35 зернограничного упрочнения для верх(a&ç и 53 ) и нижнеи (a з ао ) границ марочного состава

1(2

48 = 260-(900+2500) -(2500 + з 40

+ 100) = 151 МПа;

260-(900+2500) -(6400 +

+ 100) = 121 МПа; йбз t 20+0 5 30+0 950+0 4 10 +

+ 0,3 0-(-20)1:0,7 = 91,5 MIIa, 4>

a6ç = 1, 20+0 5 30+0 9 80+0 4 10 +

+ 0,3 ° 0-(-20)1: 0,7 = 130 ИПа.

Следовательно, для получения заданного уровня прочности для стали

3 пс зернограничное упрочнение долж- 50 но быть не менее 151 МПа, а для реализации заданного уровня ударной вя"— кости не менее 130 ИПа.

На основании (2) определяют размер зерна и устанавливают температуру прокатки для верхнего и нижнего предела марочного состава

Таким образом, зависимость темпе— ратуры конца прокатки — размер зерна 5 ,продуктов распада переохлаждаемого аустенита имеет вид

О 36 ,1

130

2,13 IO м=

Формула изобретения

Способ определения температурного интервала прокатки, преимущественно строительных сталей, включающий измерение механических свойств стали в ,зависимости от температуры конца прокатки и выбор по этим данным границ

21 3 мкм

У э

҄, = 0,688 16 — 41,7.! 6 +

+ 842,0 16-4717 = 920 С;

T, = 0,688 21,3 — 41,7 21,3 +

+ 842,0 21,3 — 4717 = 955 С.

Таким образом, если содержание легирующих элементов находится на нижнем пределе марочного состава, то температура конца прокатки не должна превышать 920 С, а для верхнего 955 С.

Следовательно, имея данные плавочного состава можно определить конкретную температурную границу конца прокатки.

Применение предлагаемого способа практически исключает выпадение механических свойств изделий из требований, предусмотренных техническими заданиями.

Предлагаемый способ определения ! температурного интервала прокатки был опробован при прокатке широкополочных балок на УБС НТИК (универсальном балочном стане Нижне-Тагильского металлургического комбината).

Полученные результаты приведены в табл.2.

Из данных табл. 2 видно, что прокатка определенной по предлагаемому способу температуры деформации приводит к несоответствию механических свойств техническим условиям, а следовательно, и переводу металла в другие категории качества.

Согласно техническим условиям д =„260 МПа, SII = 280-450 МПа, 8 =26% КСь! = 0,3 ИДж/м

Температура конца прокатки, определенная по предлагаемому способу, составляет 925 С для стали ст 3 пс, имеющей плавочный состав,%: С 0,14;

8 0,5; Ип 0,55; Р 0,014; S 0,02.

% 1260394 d оптимального температурного интерва- а, b, с и f — константы, определяла, о т л и ч а ю ш и и с я тем,что, ют указанные константы, после чего с целью получения заданных техничяс- на основании химического состава и ких свойств, проводят предваритель- заданных механических свойств опреную опытную прокатку в температурном деляют требуемый размер зерна, испольо

5 г интервале от 1200 С до А, измеряют зуя соотношение d = Ку/ьб, где Ку— размер зерна продуктов распада пере- коэффициент упрочнения, равный 0,6; охлажденного аустенита и в соответст- — упрочнение вызванное измельчез Я з Э вии с зависимостью Т„, = ad + bd + нием зерна продуктов распада, + cd + Кь и, подставляя его в указанную зависимость, находят границы температургде Т„, — температура прокатки, С; ного интервала конца прокатки основd — размер зерна, мкм; ной партии изделий.

Т а б л и ц а 1 о

Параметры Температура конца прокатки, С

850 925 950

800

Размер зерна, мкм

14,0 14,5 16,0 20,0

Процент перлита

20,0 21,0 22,5 22,4

Таблица 2

8,% КСИ, 14Щж/м

, Мпа 8,МПа

34 Более 0,3

420

300

850

400

35 Более 0,3

280

860

280

400 31 Более 0,3

890

260

33 Более 0,3

36 Более 0,03

30 Более 0,3

380

920

240

390

930

320

220

950

Составитель В.Китайский

Техред А, Кравчук Корректор М.Максимишинец

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 5192/22 Тираж 552 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул,Проектная, 4