Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к производству проката повышенной прочности и пластичности, подвергаемого холодной штамповке, высадке или вытяжке. Цель изобретения - повышение прочностных и пластических свойств. Сталь, содержащую 0,31 % С, 1.64% Мп, 1.23% Si, 1,2% Сг, подвергали горячей прокатке при 980°С на круг диаметром 10 мм, охлаждали до 650°С, деформировали на 25% до диаметра 8,2 мм, выдерживали при 650°С в течение 210 с и деформировали на 40% до диаметра 6,05 мм, окончательное охлаждение выполняли со скоростью 385 град/с. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 D 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и ()

1 1(Л (л) о

| ф (21) 4795227/02 (22) 27.02.90 (46) 23.05,92. Бюл. ¹ 19 (71) Институт черной металлургии (72) И.А.Вакуленко (53) 621.785.3,669.15.194 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹588245,,кл. С 21 D 1/78, 1975.

Патент Японии ¹ 63 — 45441, кл, С 21 D 8/06, 1988.

Изобретение относится к области термической обработки стали и может быть использовано при производстве проката повышенной прочности и пластичности, подвергаемого холодной штамповке, высадке или вытяжке.

Известен способ, заключающийся в пластической деформации при температурах на 10-40 С выше точки Ас1 и охлаждении на воздухе.

Недостаток приведенного способа — достижение низких пластических и прочностных характеристик, как правило не выше

20 — 25% удлинения при 500 — 600 Н/мм прочности, Известен также способ производства калиброванной стали для холодной высадки, включающий горячую прокатку, охлаждение со скоростью больше критической до

710 — 500 С, охлаждение на воздухе, волоче„„Я2„„1735391 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКАТА

ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ

СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству проката повышенной прочности и пластичности, подвергаемого холодной штамповке, высадке или вытяжке. Цель изобретения — повышение прочностных и пластических свойств. Сталь, содержащую 0,31% С, 1.64%

Мп, 1.23% Si, 1,2% Сг, подвергали горячей прокатке при 980 С на круг диаметром 10 мм, охлаждали до 650 С, деформировали на

25% до диаметра 8,2 мм, выдерживали при

650 С в течение 210 с и деформировали на

40% до диаметра 6,05 мм, окончательное охлаждение выполняли со скоростью 385 град/с, ние со степенью 21-40% за один проход, отжиг при 550 — 700 С в течение 2 — 5 ч.

Недостаток приведенного способа— низкие прочностные свойства 450-500

Н/мм, при пластических на уровне 202

23%

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и получаемому эффекту является известный способ, по которому прокатывают сталь на черновой и промежуточной группе клетей стана горячей прокатки, после прокатки в первой чистовой клети катанку быстро охлаждают до

500-850 С, затем подвергают ее пластическому деформированию во второй чистовой клети со степенью деформации 20 — 80% и охлаждают в состоянии пластического деформирования (предполагается со скоростью выше критической), осуществляя превращения в структуре, 1735391

Недостаток п иведенного способа — за неравномерности развития процессов низкие прочностные и пластические свойст- рекристаллизации. Деформация более 40% ва после охлаждения до температурного ин- нежелательна ввиду возможного суммиротервала 850-727 С и последующей вания с деформацией (20 — 40%) после выобработки, так как получают структуру, 5 держки. При этом могут возникнуть близкую горячекатаному состоянию. После необратимыедефекты,такие каксубмикротже охлаждения до температур 700 — 500 С и рещины. б аботки при повышенных Введение выдержки металла после обпоследующей о ра отки при (в личин 20 — 40о ) позволяет прочностных свойствах отмечается сниже- жатия (на величину — ) и ние пластичности, что обусловлено неодно- 10 сформироваться мелкозернистым полиэдродно о ностью распределения деформации рическим структурам феррита и аустенита, после обжатия на 20 — 80 за один проход. а также избавиться от незначительных темЦель изобретения — повышение прочно- пературно-деформационных неоднороностных и пластических свойств металла. стей металла.

Поставленная цель достигается тем, что 15 - Выдержки менее 5 с недостаточно для согласно способу, включающему горячую выделения ощутимого количества феррита, прокатку, охлаждение до т е о температуры который способен оказывать влияние на

700...500 С, пластическую деформацию, комплекс свойств, Увеличение длительноокончательное охлаждение со скоростью сти более 600 с привело бы к распаду оставвыше критической, деформацию ведут со 20 шегося аустенита по перлитному степенью 20„.40, затем проводят выдерж- механизму, и, как следствие этого, — получеку в течение 5...600 с, и повторно деформи- ние низкого уровня прочностных свойств. руют со степенью ... . нью 20...40 . После выделения заданного количества

Способ осуществляют следующим об- структурно свободного феррита, определя25 ющего пластичность стали, прокат подверПрокат, например круг, после горячей гают повторному деформированию на прокатки подвергают охлаждению до тем- величины 20 — . р ц у

ы 20 — 40 . В и о ессе указанной пературы 700 — 500 С, далее следует обжа- операции вводится дополнительное количетие на величину 20 — 40, после этого ство дефектов кристаллического строения, осуществляют выдержку при температуре 30 как в феррит, так и в аустенит, что приводит деформации в течение 5-600 с, затем по- кдиспергированию структуры фаз(посраввто ное деформирование н в вто о д ф р рование на величину 20- нению с известным способом) и как следст40 и окончательное охлаждение со вие этого — до снижения более высоких ско остью выше к ити с ю ы ше критической. прочностных и пластических свойств.

После горячей деформацииохлаждение 35 После повторной деформации на 20— до температур ат 700 — 500 С осуществляют со 40 прокат сразу же охлаждают со скороскоростью, предотвращающей распад аус- стью выше критической для превращения . П и температурах ниже Ас (700 — аустенита в мартенсит. При охлаждении с тенита. ри температурах н

500 С) осуществляют деформацию меньшейскоростьювсталипрои д р исхо ит асполностью аустенитной структуры на вели- 40 пад аустенита по диффузионному механизчину 20 — 40, При этой операции вводится му. Это приведет к формированию необходимое количество дефектов кристал- феррито-перлитных структур, что ухудшит лического строения, что и то приводит при по- соотношение прочностных и пластических следующей выдержке к достижению свойств металла. требуемого распада аустенита, т,е. выделе- 45 Повторная деформация со степенью мению необходимого (в зависимости от комп- нее 20 близка к критическому значению— лекса свойств) количества ферритной фазы. когда может наблюдаться аномальный рост

В результате предлагаемой операции раз- зерен феррита, и, как следствие, — сущестделения деформирования достигается бо- венная разнозернистость.и снижение плалее мелкодисперсная и равномерная 50 стичности. При деформации более 40, структура металла по сечению проката. При после малых по длительности пауз, немноэтом одинаковому уровн уровню прочностных гим более 5 с, можно наблюдать частичное свойств соответствуют более высокие зна- наследование предыдущей деформации, а чения пластических характеристик по пред- при суммировании существенно возрастает лагаемому спосо у. 55 вероятность возникновения субмикронеодДеформация со степенями менее 20% нородностей, приводящих в конце обработнецелесообразна из-за возможности попа- ки к микротрещинам. дания в интервал критических деформаций, Пример 1. Сталь, содержащую С 0,2; что привело бы к ухудшению комплекса Мп 1,7; Si 1,2; Сг0,95, после горячей прокатсвойств (в первую оче д (ю очередь пластичности) из- ки при 950 С на диаметр 8 мм охлаждали до

1735391 д= 150 что соответствует свойствам листов

Составитель И.Вакуленко

Техред M. Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Е.Папп

Заказ 1794 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

700 С, деформировали на 20 (на диаметр

7,2 мм) выдерживали при 700 С в течение 5 с, повторно деформировали на 20 (на диаметр 6,15 мм), охлаждали со скоростью 430 град/с. После обработки сталь обладала 5 свойствами: предел текучести (о ) 495

Н/аппе, предел прочности (o, ) 725 Н/мм, относительное удлинение (д )22 . Механические свойства болтов после холодной высадки из подката с указанным комплек- 10 сом свойств составили: (о ) = 920 Н/мм, (oÚ ) = 1043 Н/мм, д = 11%, что соответствует комплексу свойств болтов, винтов и шпилек, изготавливаемых из стали ЗОХГСА.

Пример 2. Листовую сталь, содержащую, %: С 0,1; Мп 0,83; Si 1; Cr 0,3, подвергали горячей прокатке при 986 С на толщину 8 мм охлаждали до 700 С, деформировали на 40% (до толщины 4,8 мм) выдерживали 600 с, повторно деформировали на 40 (до толщины 3,08 мм), охлаждали со скоростью 480 град/с. После обработки получили свойства: о = 595 Н/мм ., о, = 860

Н/мм, д= 28,1, что соответствует требованиям, предъявляемым к горячекатаной листовой стали 08ГС10Т, предназначенной для глубокой вытяжки, Пример 3. Листовую сталь 09Г2С подвергали горячей прокатке при 967 С на толщину 8 мм, охлаждали до температуры

500 С, деформировали на 30 / (до толщины

5,6 мм), выдерживали при этой температуре

10 с, повторно деформировали на 40 (до толщины 3,4 мм), охлаждали со скоростью

390 град/с. После обработки свойства со- 35 ставили: о =650 Н/мм, 0 =778 Н/мм, д= 22, что превосходит требования, предьявляемые к стали 12Х2НМФА.

Пример 4. Листовой прокат из стали

10ГС2 подвергали горячей прокатке при температуре 959 С на толщину 10 мм, охлаждали до 550 С, деформировали на 35, выдерживали при этой температуре 12 с, повторно деформировали на 30, охлаждали со скоростью 420 грау/с. Свойства составили: сг = 740 Н/мм, o> = 1033 Н/мм, из сложнолегированной стали 12Х2НМФА специального назначения.

Пример 5. Сталь, содержащую, %: С

0,31; Мп 1,64; Sl 1,23; Сг 1,2, подвергали горячей прокатке при 980 С на круг диаметром 10 мм, охлаждали до 650 С, деформировали на 25 (на диаметр 8,2 мм), выдерживали при 650 С в течение 210 с, повторно деформировали на 40 (на диаметр 6,05 мм), охлаждали со скоростью 385 град/с. Свойства составили: o, = 570

Н/мм, o =795 Н/мм, д= 20,8, После холодного волочения на 70% получили проволоку диаметром 3,5 мм, которая по прочностным свойствам (о, = 960

Н/мм, а, =1100Н/мм)превосхолитпроволоку класса Врп-1 (на 250 Н/мм ), предназначенную для изготовления железобетонных конструкций.

Приведенные примеры иллюстрируют, что используя предлагаемый способ можно получать прокат из мало- и среднеуглеродистых, низколегированных сталей с высокой деформируемостью и высокими значениями прочностных и пластических характеристик.

Так, рядовая низкоуглеродистая сталь, обработанная по предлагаемому способу(пример 1), отвечает требованиям, предъявляемым к среднелегированной стали ЗОХГСА, а обработка низколегированной стали, такой как, например, 09Г2, 09Г2С, позволяет заменить сталь сложнолегированную, специального назначения

12Х2НМФА (примеры 3 и 4).

Формула изобретения

Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей, включающий горячую прокатку, охлаждение до.

700-500 С, пластическую деформацию, окончательное охлаждение со скоростью выше критической, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных и пластических свойств, деформацию ведут со степенью 20 — 40%, затем проводят выдержку в течение 5 — 600 с и повторно деформируют со степенью 20 — 40 .