Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей

 

Изобретение относится к черной ..^^цеталлургии, в частности к термической обработке проката, предназна- , ченного для изготовления железобетонных конструкций. Цель изобрете-ния - повышение пластичности при сохранении прочности. Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей включает горячую прокатку, двухстадийное охлаждение, удаление окалины, холодное волочение, отй(иг,. повторное волочение "и: окончательный отжиг. При этом суммарная степень обжатия при воло-? чении составляет 36-75^^, обжатие при первом волочении - 0,6-0,8 от суммарной степени обжатия, первый отжиг ведут при 350-'|20Л; в течение 7-40 мин, а второй отжиг - при 270- 310*С в течение 3-20 мин.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к терми-, ческой обработке проката и изготовлению из него путем фегламентир1ованных последукхчих холодного волочения и отжигов проката с повышенными фочностными и пластическими свойствёми (вплоть до VIII-XI классов прочности),Известен способ, заключащийся в охлаждении со скоростью выше крити-? ческой ^^о температуры 700-500*'С, выдерк<ке, охлаждении на воздухе и отжиге при 730-7бО*'С. С целью повышё- йия прочностных свойств при сохранении пластичности охлак(дение до 700-_ • ЗОО^С начинают через 1,0-1,1 с, а выдержку осуществляют в течение 10- 15 мин. ,Недостаток указанного способа - низкие прочностные свойства, значения которых соответствуют III классу прочности.f Известен способ изготовления высокопрочной стальной полосы путем горячей прокатки высокоуглеродистой сталиj содерх<ащей 0,5? углерода. Получают полосу, которую подвергают регулируемому охлаждению или патентированию, получая структуру сорбита или мелкозернистого перлита. Затем горячекатаную полосу подвергают холодной прокатке, получая волокнистую структуру. В процессе холодной прокатки нагревают только кррмки полосы до максимально возможной, температуры в .диапазоне 800-950''с, осуществляя^ частичное патентирование, при котором кромки снова приобретают структуру сорбита или мелкозернистого перлита^ а затем продолжают холодную прокат- 'ку полосы.Недостаток данного способа - низкие пластические свойства металла.I^а S00 00 00о:)

СООЗ COBETCHHX

И й

РЕСПУБЛИК

Ogfl (11) g1)$ С 21 Э 9/52

ГОСУДАРСЧЗЕННЫЙ КОМИТЕТ

В ° ID

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к автрюсмОМ свидатилъСтви

1 (21) 4746244/02 (22) 02.08.89 (46) 30.01.92. Бюл. К 4

{71) Институт черной металлург и (72) И.. Л.Вакуленко и В.А.Пирогов (53) 621.785.79(088.8) (56) АвторскЬе свидетельство СССР .Л 1491895, кл. С 21 D 9/52, 1987. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКАТА

ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ. И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к черной .металлургии, в частности к термиче ской обработке проката, предназначенного для изготовления железобетонных конструкций. Цель изобретеИзобретение относится к черной металлургии, в частности к терми-, ческой обработке проката и изготовлению из него путем -регламентированных последуюцих холодного волочения и.отжигов проката с повышенными гфочностными и пластйческими свойствами (вплоть до ЧХИ-XE классов прочности}.

Известен способ, заключаюцийся в охлаждении со скоростью выше крити ческой до температуры 700-500 С, выдержке, охлаждении на воздухе и отжиге при 730-760вС. С целью повышения прочностных свойств при сохранении пластичности охлаждение до 700-» .

500 С начинают через 1,0-1.,1 с, а выдвржку осуцествляют в течение 1015 мин.

Недостаток указанного способа низкие прочностные свойства, значения которых соответствуют IEE клас- су.прочности ° l

2 ния - повышение пластичности при сохранении прочности. Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей включает. горячую прокатку, двухстадийное охлаждение, удаление окалины, холодное волочение, отжиг, повторное волочение и,окончательный. отжиг. При этом суммарная степень обжатия при воло-. чении составляет 36-7Я, обжатие при первом волочении - 0,6-0,8 от суммарной степени обжатия, первый отжиг ведут при 350-420 : в течение

7-40 мин, а второй отжиг - при 270310 С в течение 3-20 мин.

Известен способ изготовления высокопрочной стальной полосы путем а горячей прокатки высокоуглеродистой .стали, содержацей 0,53 углерода.

Получают полосу, которую подвергают . регулируемому охлаждению или патенти- (, ) рованию, получая структуру сорбита QQ или мелкозернистого перлита. Затем . Q() горячекатаную полосу йодвергают хо- Q() лодной .прокатке, получая волокнистую структуру. В процессе холодной прокатки нагревают только кромки полосы до максимально возможной температуры в . диапазоне- 800-950 С, осуществляя1 частичное патентирование, при котором е кромки снова приобретают структуру сорбита или мелкозернистого перлита а зател1 продолжают холодную прокатку полосы.

Недостаток данного способа - низкие пластические свойства металла. з 170888

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, включаю-. щий .горячую прокатку, двухстадийное охлаждение (сначала до 800900 С, а затем после выдержки - со скоростью выше критической и до температуры 300350"С), удаление окалины, холодноедеформирование и отпуск при 350-420 С в 10 течение 10-60 мин.

Недостаток указанного способа.низкие пластические свойства металла, так как осуществление пластической деформации зд один проход приводит к f5 охрупчиванию металла, а температура при отжиге недостаточна для требуемого восстановления деформированной стали.Цель изобретения - повышение пла- 20 стичности при сохранении прочности путем создания контролируемой структурной неоднородности.

Поставленная цель достигается.тем, что согласно способу, включающему: 25 . горячую прокатку,. двухстадийное:ox" лаждение со скоростью выше критиче" ской до температуры конца охлажде-ния ниже АС,, удаленйе окалины, хо."лодное волочение и отжиг, посде от: жига проводят дополнительное холод-ное волочение с последующим отжигом при суммарной степени обжатия при волачении 36-753, а. обжатие при пер- l вом волочении составляет 0,6-0,8 от суммарной степени обжатия, первый отжиг ведут при 350-420 С в течейие

7-40 мин, а второй отжиг .- при 270"

310 С в течение 3-20 мин.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом..

Прокат, наприйер круг, после . rîðÿ÷åé прокатки: подвергают двухстадийному охлаждению сначала до;

300-900 С, а затем после выдержки 45

1-2 с - со скоростью выше критиче. ской до температуры ниже Ае, но не :.

Ниже 350вC. Далее следует удаление окалины, холодное волочение на величину. 0,6-08 от общего обжатия (36-753), отжиг при 350-420 С длительностью. 7- 40 мин, второе обжатие,:. чтобы в сумме с первоначальным была

:получена информация 36-754; и оконча.тельный отжиг при 270-310 С в течение

3-20 мин. 55 ! °

Разделение операции холодного воло- чения промежуточным и окончательными отжигами позволяет получить регламентич

6 4

1 рованную неравномерность микроструктуры проката, что дает возможность в более широком интервале значений менять соотношение между прочностными и пла.стическими характеристиками металла.

Так, после ускоренного охлаждения осуществление холодного волочения на величину 0,6-0,8 от общей степени обжатия позволяет- получить в поверхностном слое проката вытянутую структуру, напоминающую волокнистую. При температуре отжига 350-420 C в течение 7-40 мин формируется микроструктура, приводящая к повышению примерно в 2-2,5 раза пластичности..

Глубина проникновения деформации после первого обжатия на 30-204 ниже по сравнению с известной обработкой.

После отжига при температурах 350420 С, но в течение более коротких выдержек по сравнению с известным способом прочностные характеристики. обработанного слоя проката обладают пластичностью в 2-2,5 .раза выше, а прочностью на 15-203 ниже термоупроч- . йенных внутренних слоев. Обусловлено йриведенйое положение тем, чтопри от-I пуске нагрев: и выдержка при температурах конца -ускоренного охлаждения ApBKTN÷åñêè не изменяют ; комплекса свойств термоупрочненнопо ме- . талла..-Структурные- изменения при от-: жиге:холоднодеформированного проката отмечаются в слое толщиной, равной глубине распространения деформации.

Таким образом, после первого обжатия и отжига получают структуру, подобную полученной .после известной об" работки однако при всех равных параметрах толщина поверхностного слоя проката .йесколько меньше. Комплекс свойств несколько выше,. à по пластичности несколько. ниже по сравнению с известнйм способом.

С учетом того, что прочностные свойства проката после первого холод-.. ного волочения и отжига при 350420 С в течение 7-40 мин ниже, а о пластичность выше свойств термоупрочненного металла сердцевины, повторное волочение приводит.к наклепу s первую очередь отожженного слоя металла. Толщина наклепанного слоя при повторном деформировании не менее .чем на половину меньше толщины металла, подвергнутого первому обжатию.

t - 44

Окончательный отжиг при 270-310 С в течение 3-20 мин приводит к Форми1708886 рованию в указанном поверхностном метр 10 мм, ускоренно охлаждают до слое более мелкодисперсной структуры, .420 С, удаляют окалину, деформируют ! чем в полученном после. первой дефор волочением на 30,64 (диаметр 8,33 мм), мации и последующего отжига 350-420 С отжигают при 420 С в течение 20,9 мин, Так как дисперсность структуры .полу- деформируют на диаметР 7 мм (20,М), t

Ф чаемая в поверхностной слое проката, отжигают при 307 С в течение 11 мин, выме дисперсности промежуточного слоя ПолУчены слеДУюЩие свойства: бд,Е=. е, « .. е,-,ч. (полученного после первой деформации = 1600 "/мм ь и отжига) при переходе к сердцевине, 10 — 15 в 474 то и, пластичность значительно превы- П р и м е Р 4. Сталь марки 35ХГС4 жает значения ускоренного слоя. В подвергают горячей прокатке: на диа,!. Э результате. получен прокат, обладающий метр 12 мм,.охлаждают до 400 С в слоистой структурой, в котором при течение 40 мин, деформируют йа 7 мм,. практически близких уровнях (разница 15 отжигают при 309 С в течение 19,5 мин.

15-204) прочности по слоям пластич- Получены следующие совйства: 6 Ое ность по направлению к Сердцевине сни- = 1600 Н/мм, 6 g, = l730 Н/мм," 8у* жается в 2-3 раза, Учитывая, что при = 1.5,53," Ч = 49Ж. деформировании металла первые актыплае Пример 5.. Сталь Ст 25ХГС стического течения зарождаются íà по- 20 подвергают деформации при 1110 С на верхности и огромное значение на пла- диаметр 10 мм ускоренному охлаждеУ стичность металла в целом оказывает нию до 350 С. Затеи удаляют окалинул состояние его поверхности, прокат, осуществляют холодное деформирование .обработанный .по предлагаел1ол:у choco- на 403, отпуск при 350 С, удаление бу, обладает повышенной пластичностью 25 .окалины, холодное деформирование на и неизменной прочностью по сравнению 03, отпуск при 350 С в течение с известной обработкой. 10 мин, деформацию на 203, отпуск

Предлагаемый способ. опробован в при 270 t, время 4 мин. Свойства: условиях Криворожского металлургиче- бо,q= 1720 Н/л м ., 6 >= 1980 Н/мм, ского комбината и лабораторной базы . 30 д 5 = 5,14, Ö = 333.

Института черной металлургии МЧИ СССР. Пример 6. Сталь Ст 25ХГС подIl р. и м е р I. Сталь марки 30ХГСА вергают дефорл1ации при 1110 С .на диаподвергают горячей прокатке до диа- метр IO мм; охлаждению до 350 С, хо.метра 10 мм, ускоренно охлаждают в лодному дефорл ированию на 283. Отпотоке стана до температуры 350 С, да-35 пуск осуществляют при 300 С. 8ремя

Лее осуществляют окалины; холодное . отжига 3.мин, деформация 304, отжи волочение на диаметр 8,44 мм (28,8Ж), 200 С, время 3 мин, 9 = 1700 Н/мм ; отжиг при 350 С в .течение 7 мин, окон-. 6 5 = 1789 Нlмл1, <4= 4,23, Ч 323. чательное волочение на диаметр 8 мм П р и и е р 7. Сталь 5пс подвер- . (7,24)-и отжиг при 270"С в течение 40 гает горячей прокатке на диаметр .3,5 мин. После обработки предел теку- 12 мм, температура конца охлаждения чести равен (©бд) 1695 Нlмл1, вре- на второй стадии составляет 400 С, .менное сопротивление Разрыву (Sjp " Удаляют окалину, деформируют на 53ô

1918 Н/мм, .относительное удлинение (до диаметра 8,23 w), отжигают при ,Ю. на базе пяти риаметров-(8 -) - 9,483, 45 400, С в течение 38 мин, деформируют .относительное сужение (ф} — 371. на 22,73 {до диаметра 5,92 мм), отfl р и м е р 2. Сталь марки yOXICA мигают при 308 С в течение 18 мин, прркатывают при температуре 1189 С Получены свойства: Sq = 1605 Н/мм ; на.диаметр 10 мм, охлаждают до 380%. Sp = 1739 Н/лич, 8ц= 15,34, Ц,483,.

Далее осуществляют уфаление окалины, 50 Пример 8. Углеродистую сталь холодное волочение на диаметр 7,84им Ст 60 подвергают горячей прокатке на (21,6g)," отжиг при 380 С в течение диаметр 10 мм. Температура конца ох7 мйн, холодное волочение на диаметр лаждения на второй стадии составля. 8 мм (14,43),отжиг при 293t втечение ет 375ОС. Далее удаляют окалину, де3,2 мии. После обработки получены формируют на 27,754 (до диаметра следующие свойства: б а -- 1690 Н/ми,, 8,5 мм), отжигают при 378 С в тече6р = "1870 Н/мм ;д = 114; C= 39ь. . ние 27 мин, далее деформируют на

П р и и е р 3. Сталь марки 30ХГС 9,253 (до диаметра 7,94 мм), отжига/ O подвергают горячей прокатке на диа- ют при 288. С в течение 12 мин. Полу.1 70

Составитель И.Вакуленко

Техред Л.Олийнык Корректор М,Самборская

Редактор И.Петрова.Заказ 405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", .r.Óæãîðîä, ул.Гагарина, 101 чены следующие свойства: @>

1625 Нlмм, 6g.= 17î9 Нlми, 3>

= 13,5ь; М = 123.

Таким образом, изготавливая прокат по предлагаемому способу, достигается уровень прочностных. свойств, соответствующий значениям, получае.:мым при обработке rio известному способу, а пластичность превышает, в частности, относительное удлинение на 2-34, а относительное сужение .на 3-4Ф по сравнению с известным.

Предлагаемый способ включает следующие процессы: двухстадийное охлаждение в потоке мелкосортных непрерывных станов с использованием тепла прокатного нагрева, холодное деформи рование на волочильных станах метизн3 го производства, и отжИг в проходных печах термоотделения метизного производства.

8886

Формула.и зобрет ения

Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей, включающий- горячую прокатку, двух стадийное охлаждение, причем на второй стадии со скоростью больше критической и до температуры ниже Аер, удаление окалины, холодное волочение и отжиг, о т л и,ч à ю шийся тем, что,,с целью повышения пластичности при сохранении прочности, по. сле отжига проводят дополнительное холодное волочение с последующим отжигом, при этом суммарная степень обжатия при волочении .составляет 3675ь, а обжатие при первом волочении0,6-0,8 от суммарной степени обжатия, 20 первый отжиг ведут при 350-420©С в течение 7-40 мин, а второй отжигпри 270-310 С в течение 3-20 мин.