Способ термической обработки проката

 

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении высокопрочной арматуры. Цель изобретения - повышение прочностных и пластических свойств путем удаления водорода из стали и увеличение производительности процесса. Заготовки арматурной стали с температурой конца прокатки 800-500°С охлаждают со скоростью 17-40°С/мин, затем в области формирования бейнитной структуры в интервале 550-350°С - со скоростью 5-16°С/мин с последующей выдержкой при 350-200°С в течение 1-6 ч и подвергают охлаждению в пакетах со скоростью 0,5-3°С/мин. Способ позволяет путем сочетания оптимальных скоростей охлаждения в различных температурных интервалах добиться оптимальной структуры стали, высокой степени обезводороживания, высокой прочности и пластичности арматурных прутков при повышении производительности и экономии энергетических затрат. 1 табл.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

uD 4 С 21 D 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ГЮИ ГКНТ СССР

1 (21) 4296119/31-02 (22) 14.08.87 (46) 23.08.89. Бюл. М 31 (71) Научно-исследовательский институт автотракторных материалов

Научно-производственного объединения "Автопромматериалы" (72) Г.А.Басов, В.Н.Бочкова, В.И.Бушин, А,Н.Иводитов, Н,П.Козлов, Я.И.Минухин, В.И.Сарамутин и Ю.P.Õìåëüíîâ (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 744038, кл. С 21 D 1/78, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 501086, кл, С 21 D 1/84, 1976, (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПРОКАТА (57) Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении высокопрочной армаИзобретение относится к области термической обработки стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении высокопрочной арматуры.

Цель изобретения — повьппение прочностных и пластических свойств пут<и удаления водорода из стали и увеличение производительности процесса.

Сущность изобретения заключается в том, что регулируемое охлаждение заготовок иэ сталей бейнитного клас„„SU„„1502628 Д1

2 туры, Цель изобретения — повьш(ение прочностных и пластических свойств путем удаления водорода из стали и увеличение производительности процесса, Заготовки арматурной стали с температурой конца прокатки 800500 С охлаждают со скоростью 170

40 С/мин, затем в области формирования бейнитной структуры в интервале 550-350 С вЂ” со скоростью 5-16 C/

/мин с последующей выдержкой при 350200 C в течение 1-6 ч и подвергают охлаждению в пакетах со скоростью

0,5-3 С/мин. Способ позволяет путем о сочетания оптимальных скоростей охлаждения в различных температурных интервалах добиться оптимальной структуры стали, высокой степени обеэводороживания, высокой прочности и пластичности арматурных прутков при повышении производительности и экономии энергетических затрат.

1 табл. са проводят с температуры конца горячей деформации в области температур 800-550 С со скоростью 1740 С, мин, затем в области формирования бейнитной структуры при 550350 С со скоростью 5-16 С/мин с последующей выдержкой при температуре вьппе наЧала мартенситных превращений 350-200 С в течение 1-6 ч и охлаждением в пакетах со скоростью

0,5-3 С/мин.

Ограничение скорости охлаждения готового проката в области темпера1502628 тур 800-600 С со скоростью 1740 С/c связано с условиями формирования бейнитной структуры. Снижение о скорости охлаждения ниже 17 С/с ведет к образованию ферритоперлитной структуры и резкому падению прочностных характеристик, а увеличение скорости более 40 С/с ведет к образованию мартенсита, вследствие чего резко снижается пластичность и стой10

25 готового проката °

После выхода заготовок из послед- 45 ней клети стана и в результате двухстадийного охлаждения в колодцах для замедленного охлаждения с регламентируемой скоростью охлаждения (1740 С/с в интервале температур 800550 С, 5-16 С/с в интервале 550о о

350 С) с последующей выдержкой при

350-200 С в течение 1-6 ч происходит достаточно полное удаление водорода из бейнитной структуры. Повьппаются пластические свойства горячекатаной арматуры и исключается необкость сварного шва при сварке стали у потребителя.

Изменение скоростей в области формирования бейнитной структуры (550- 15

350 С) ведет к получению при скоросо ти вьппе 16 С/с нижнего бейнита, близкого по своим свойствам мартенситу, что резко снижает диффузионные процессы и тем самым ухудшает 20 пластические свойства, а снижение скорости ниже 5 С/с приводит к образованию верхнего бейнита, что не обеспечивает получение требуемых прочностных свойств.

Скорости охлаждения в области

350-200 (0,5-3 С/с) выбраны из соображения получения нормальной адсорбции водорода иэ готового проката. о

Увеличение скорости вьппе 5 С/с прак- 30 тически приостанавливают быстро протекающие диффузионные процессы, а о снижение менее 0,5 С/с практически уже не сказывается на скорости диффузионных процессов, 35

В сталях бейнитного класса, упрочненных по предложенным режимам, обеспечивается высокая степень адсорбции водорода из металла, снижается длительность обезводороживания . 40 более чем в 3 раза (6 ч вместо 20 ч по известному способу) и существенно повьппаются пластические свойства ходимость проведения дополнительной ее термической обработки.

Продолжительность выдержки менее

3,0 ч не обеспечивает требуемую степень обеэводороживания, а наличие в заготовках избыточного количества водорода приводит к ухудшению пластических свойств готовой арматуры.

Выдержка более 6,0 ч не приводит к заметному изменению (приросту) механических свойств и требует значительных энергетических затрат.

Пример, В результате обработки по режимам предложенного способа арматурные стержни иэ стали

23Х2Г2Т периодического профиля 1222 мм имеют следующие механические свойства, представленные в таблице

Для сравнения в таблице приведен комплекс свойств стали, термообработанной по известному способу.

Предложенный способ термической обработки проката стали бейнитного класса позволяет значительно повысить прочностные и пластические характеристики готового проката, позволяет исключить отбраковку металла по пластичности. Предложенные режимы сокращают длительность термической обработки более чем в 3 раза (3-6 ч вместо 15-20 ч), что позволяет снизить загрузку холодильника и повысить производительность и ритмичность работы сортовых прокатных станов.

Формула изобретения

Способ термической обработки проката, преимущественно арматурных стержней иэ стали бейнитного класса, включающий охлаждение с заданной скоростью после горячей деформации, выдержку в колодце и окончательное охлаждение на воздухе, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности и пластических свойств путем удаления водорода из стали и увеличения производительности процесса, охлаждение после горячей деформации проводят в интервале температур 800-550 С со скоростью 1740 град/мин, затем до температуры не ниже 350 С со скоростью 5-16 град/мин выдержку осуществляют при 350-200 С в течение 3-6 ч, а окончательное охлаждение проводят в пакетах со скоростью 0,5-3,0 град/мин.

Уг ол загиба

1502628

Арматурные стержни, способ обработки

Механические свойства вокруг опранки с=5 град

5 кгс/мм е кгс/мм

80,3 105,4 12,7 0,5 160

П р и м е ч а н и е. П вЂ” индекс скорости охлаждения (17-40 С/мин) проката (П) в интервале температур 800-550 С;

Б — индекс скорости охлаждения (5-16 С/мин) проката в интервале температур 550-350 С в области формирования бейнитной (Б) структуры; Мо — индекс скорости охлаждения (0,5-3 С/мин) о проката в интервале температур 350-200 С в области начала мартенситных (М) превращений; с + — индекс времени (3-6) ч

I продолжительность выдержки при охлаждении проката в холодиль,нике.

Составитель А.Кулемин

Редактор В,Данко Техред М,Дидык Корректор И.Муска

Заказ 5046/35 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

Известный

Предложенный

П» В M< tq (среднее, оптимальное)

П Б Мозй6

П4о Rzo M>,о t<

П» Б „в tб

П6Б <г М1 ай6

П4 В„М,,, П 5 Б4М<,6tg

Плавят Ы, s tg

П„Б„, М„с, П ви Мул

ПУ,Б М1ota5

Пи Б„М,ле, 98,4

91,7

97,6

98,4

9l,4

99,2

89,6

97,8

100,8

100,1

97,4

98,6

117,4

112,6

115,5

117,4

10I,8

114,3

107,6

114,6

108,8

114,6

117,8

116,9

15,5 3,0

16,8 2,9

7,8 1,6

15,5 3,0

12,9 3,2

4,2 2,6

I0 3 3,2

3,4 1,8

8,8 1,9

4,6 1,7

3,9 1,5

11,3 3,2

175