Способ термического упрочнения прокатных изделий

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката, в частности высокопрочной среднесортной арматуры периодического профиля для армирования железобетонных конструкций. Цель - стабилизация прочностных свойств термически упрочненного проката при изменении химического состава в пределах марочного . После выхода проката из последней клети стана его выдерживают на воздухе до температуры Ас +(20-40)°С, ускоренно охлаждают в ванне с водой в течение времени t и затем окончательно охлаждают на воздухе. Время ускоренного охлаждения в воде устанавливают из соотношения t 3,85 + + 0,146 (1,37-0,0150),, - г/к : (1,41-0,015)D, где Т - длительность охлаждения в воде, с; D - диаметр арматуры, мм; 6 временное сопротивление разрыву термически упрочненной при полном охлаждении в воде арматуры, определяемое по формуле (OB г/у 591 + + 1960 (С%) + l03-(Si %) + 312 (Мп %) + л- 165000 (В %), Ша; (в - заданный уровень прочностных свойств, МПа; ( - временное сопротивление разрыву горячекатаной арматуры, определяемое по формуле в г/к 277 + + 814 (С %) + 67 (Si %) + 91 (Мп %), МПа. 3 табл. Ф (Л со 00 4±)k to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1337421 (5д 4 С 21 D 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4005586/31-02 (22) 02.01.86 (46) 15.09,87. Бюл. Р 34 (71) Донецкий политехнический институт (72) Ю.В.Прилепский, В.M.Èâàùåíêo, В.И.Большаков, Е.А.Голобочанский, А.Д.Морозов и А.В.Прилепский (53) 62 1,785,79 (088,8) (56) Металлургическая и горнорудная промышленность. 1966, Ф 3, с.48-52. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ

ПРОКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката, в частности высокопрочной среднесортной арматуры периодического профиля для армирования железобетонных конструкций. Цель — стабилизация прочностных свойств термически упрочненного проката при изменении химического состава в пределах марочного. После выхода проката из последней клети стана его выдерживают на воздухе до температуры Ас +(20-40) С, ускоренно охлаждают в ванйе с водой в течение времени ь и затем окончательно охлаждают на воздухе. Время ускоренного охлаждения в воде устанавливают из соотношения Т = 3,85 +

+ О, 146 D- (1n(1,37-0,015D) Ьвт/ч

6 /4, — Ь, „ „3: (1,41-0, 015) Р, где 7 — - длительность охлаждения в воде, с; D — - диаметр арматуры, мм; — временное сопротивление разб т)ч рыву термически упрочненной при полном охлаждении в воде арматуры, определяемое по формуле Ы,- =591 +

+ 1960 (С 7) + 103 (Si 7) + 312 (Мп Х) + + 165000 (В 7), МПа; 6 — заданный уровень прочностных свойств, MIIa;

Й „ — временное сопротивление разрыву горячекатаной арматуры, определяемое по формуле 6 s „ = 277 +

+ 814 (С 7) + 67 (Si 7.) + 91 (Мп 7.), MIIa. 3 табл.

1337421

Таблица 1

Плавка

Таблица 2

Заданный

Диа- Плав

Режим упрочметр армауропения, дли.— туры, мм вень

MTIa тельвость охлаж— дения,+

1030

1030-1055

930-960

1025-1040

7,1

855-880

750-775

6,6

850-880

1075-1110 890-935

6,6

6,0

1020 †10

840-865

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката, в частности высокопрочной

5 среднесортной арматуры периодического профиля для армирования железобетонных конструкций.

Цель изобретения — стабилизация прочностных свойств термически упроч- 10 ненного проката при изменении химического состава стали в пределах марочного.

П р и и е. р. Термоупрочняли арматуру диаметром 18,25 и 32 мм из ста- 15 ли 25С2Р после прокатки на стане 3502 с химическим составом, приведенным в табл. 1.

Содержание элементов,мас.Х

С Si Nn В

0,20 1,0 0,20 0,001

0,23 1,25 0,45 0,003

0,26 1,6 0,60 0,006

После выхода.из последней прокатной клети и реза на барабанных ножни35 цах раскат по желобам системой пере1 водных стрелок направлялся на установку термического упрочнения, расположенную параллельно холодильнику стана. Температура выхода раската из последней прокатной клети составила

1050-1100 С„ После прихода на установку термического упрочнения и остановки в приемном желобе раскат выдерживается до достижения температуры начала ускоренного охлаждения, выбранной из условия Ас + (30-40) С и составившей для стали 25С2Р 950-970 С.

Длительность от момента выхода раската иэ последней клети стана до начала охлаждения в воде составила для арматуры N 18 16,0 — 23,0 с, Р 25 27,034,0 с, К!- 32 40,0-49,0 с, Далее раскат резался дисковыми пилами на мерные длины и при помощи рычагов перемещался в ванны с водой (температура а, воды 30-40 С) на строго регламентированное время, по истечении которого стержни извлекались из воды и сбрасывались в карманы-накопители.

Длительность охлаждения в воде по известному способу выбиралась по технологической инструкции на термическое упрочнение арматурной стали на установке стана 350-2 для получения свойств класса Ат-у, а по предлагаемому способу — расчетным путем по формуле для получения заданного уровня временного сопротивления разрыву

1030 МПа. Режимы упрочнения и полученные свойства представлены в табл.2.

Прочностные свойства, МПа

1337421

Пролоджение табл. 2

Диаметр арматуры, мм

ПлавЗаданный

Режим упрочПрочностные свойства, МПа ка, В уровень Ь 1

МПа нения, длительность охлаждения, с

6,6

1 190-1215 1010-1035

25 1

1030

8,8 - 1010-1035

8,0

925-940

1020-1045

1070-1095

1025-1045

7,8

8,0

7,2

8,0

1200-1240 1025-1055

1 1030

13,2

9,0

9,5

9,0

8,6

9,0

В числителе данные по предлагаемому способу, в знаменателе — по прототипу. рана из следующих предпосылок: не вызвать появление крупноигольчатого мартенсита при повьппении температуры начала ускоренного охлаждения и исключить появление зон структурносвободного феррита при ее снижении в межкритический интервал. В первом случае резко снижается пластичность стали, а во втором — прочность и пластичность.

Кроме того, изменение температуры начала ускоренного охлаждения за указанные пределы снижает точность назначения режимов упрачнения стали, Как следует из табл. 2, упрочнение предложенным способом позволяет практически полностью устранить влияние изменения химического состава в пределах марочного на прочностные свойства термически упрочненного проката, повысить их стабильность, а упрочнение согласно прототипу дает разброс по 6 при изменении химического состава в показанных пределах

55 до 315 МПа в пределах одного диаметра.

Температура начала ускоренного охлаждения в воде Ас + (20-40) С выб1010-1040

835-880

1020-1035

970-1010

1015-1040 1095-1125

830-860

740-7 75

835-875

890-990

850-880

860-875

655-685

830-865

780-810

850-870

920-945

1337421

Таблица 3

Температура начала ускоренного охлаждения в воде, С

Прочностные свойства, МПа

20 — 3,85 + 0,146 D— (1 37-0 0150) в т ч — <

1п --+-— --— - .

25 S В г(к

1020 (О, 97X) 845

1035(0,48X) 855 (1,41-0 015D) — длительность охлаждения в воде, с; — диаметр арматуры, мм; временное сопротивление разрыву термически упрочненной при полном охлаждении в воде арматуры, определяемое по формуле где

1045(1,45X) 875 зо

@ т(ч

1075(4,4%) 895

35 б 8 „= 591 + f960(CX) + 103(SiX) +

Как следует из приведенных данных, при несоблюдении показанного интервал а температур начала ускоренного о х - 4 0 + 3 1 2 (Мп % ) + 1 6 5 0 (В % ) (МП а ) лаждения существенна (более чем в

3 раза) увеличивается относительная погрешность назначения режимов термического упрочнения, что может вызвать повышенный разброс свойств в 45 пределах партий и в генеральной совокупности испытаний. В то же время, соблюдение показанного интервала позволяет добиться высокой стабильности 8 r(g свойств арматуры.. + 9 1 (Мп% ) (MIa)

Составитель В.Китайский

Техред И.Попович Корректор И.Эрдейи

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 4099/24 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 что может вызвать снижение стабильности свойств арматуры в пределах партии и генеральной совокупности испытаний.

В табл ° 3 приведены результаты исследований, проведенных на арматуре

¹ Z5 из стали 25С2Р плавки № 2,(заданный уровень по b составлял 1030 МПа, .длительность охлаждения в воде рассчитывалась по предлагаемому соотношению и составила 7,8 с, остальные условия полностью соответствовали приведенным ранее).

Ас +60С=990С

Ас + 40 С = 970 С

Ас+ЗОС=960С

Ас + 20 С = 950 С

Ас 930 С

3 (В скобках показана относительная погрешность определения Ь . формула изобретения

Способ термического упрочнения прокатных изделий, преимущественно арматуры периодического профиля,включающий выдержку на воздухе после выхода из последней прокатной клети, прерванное охлаждение в ваннах с во10 дой и выдержку на воздухе, о т л,и— ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации прочностных свойств термически упрочненного проката при изменении химического состава стали в

15 пределах марочного, выдержку на воздухе ведут до Ас + (20-40) С и с этой температуры охлаждают, при этом длительность охлаждения в воде назначают из соотношения где б — заданный уровень прочностных свойств, МПа;

4 — временное сопротивление

Ь г к разрыву горячекатаной ар-. матуры, определяемое по формуле