Способ изготовления термически упрочненного проката из низкоуглеродистой и низколегированной стали

 

Сущность изобретения: заготовку нагревают до температур аустенитизации, прокатывают и охлаждают со скоростью больше критической через 0,1-0,15 с после выхода из последней клети стана сначала до достижения среднемассовой температуры 700-580°С, при которой ее выдерживают на воздухе в течение 0,5-2.5 с. Прокат разрезают на мерные длины и через 0,1-0,3 с после порезки повторно охлаждают со скоростью больше критической до 600-480°С. 1 табл.

COK?3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 D 1/02, 8/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ шого сечения, например арматурной стали среднего сорта за счет большей продолжительности охлаждения на второй ступени увеличивается разброс механических сВоАсТВ. Например, головная часть раскатов имеет прочность 1100 Н/мм (класс АтIV). Данная промышленная партия будет реализована по низшему классу, т.е. имеет место снижение классности. А это в свою очередь приводит к нерациональному снижению использования металла и повышению расхода легирующих материалов на его производство.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления термически упрочненного проката, включающий нагрев заготовки, горячую прокатку, двухступенчатое прерыванное охлаждение со скоростью выше критической после выхода проката из последней клети стана и порезку на мерные длины в промежутки между ступенями. При этом охлаждение после окончания прокатки начинается через 0,1-0,15 с и ведут его до достижения среднемассовой температуры

730-550 С, затем прокат подвергают порез(21) 4913648/02 (22) 20.02.91 (46) 07.01.93. Бюл. ¹ 1 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) А.В.Ивченко, В.Т.Худик, В,Т.Черненко, А.П,Нечепоренко, M.È.Êîñòþ÷åíêî, А.Н;Кокшаров, И.А.Гунькин и В.А.Нечепоренко (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1570779, кл. С 21 D 1/02, 1988. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЕННОГО ПРОКАТА ИЗ НИЗИзобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам термической обработки проката, преимущественно термического упрочнения арматурных стержней мелких и средних профилей сортовой стали в линии непрерывных станов.

Известен способ изготовления термически упрочненного проката, включающий нагрев заготовки, горячую прокатку, охлаждение по выходу из последней клети стана до среднемассовой температуры 880740 С и порезку на мерные длины, а после порезки мерные длины охлаждают до 700350 С.

Недостатком этого способа является повышенная неоднородность механических свойств по длине проката при производстве упрочненных стержней, обусловленная их разгоном после порезки на летучих ножницах, а также неудовлетворительная свариваемосгь ввиду применения однократного охлаждения в интервале температур, обуславливающего превращение аустенита в мартенсит с последующим самоотпуском.

Кроме того, при производстве проката боль., SU „„1786115 А1

КОУГЛЕРОДИСТОЙ И НИЗКОЛЕГИPOВАННОЙ СТАЛИ (57) Сущность изобретения: заготовку нагревают до температур аустенитизации, прокатывают и охлаждают со скоростью больше критической через 0,1-0,15 с после выхода из последней клети стана сначала до достижения среднемассовой температуры

700-580 С, при которой ее выдерживают на воздухе в течение 0,5-2,5 с. Прокат разрезают на мерные длины и через 0,1-0,3 с после порезки повторно охлаждают со скоростью больше критической до 600-480 С, 1 табл.

1786115

Таким образом, по сравнению с прото- 40

45 проведен поиск научно-технических и па- 50 тентных источников по основным и смежным индексам МКИ.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что при изго- 55 ке и не позднее 0,1-0,3 с после порезки осуществляют повторное охлаждение, Данный способ, существенно повышая качество готового проката путем увеличения однородности свойств по длине раскатов, не обеспечивает формирования структуры и свойств упрочненного. проката с гарантированной свариваемостью из-эа отсутствия регламентирован ного температурно-временного интервала процесса упрочнения. При осуществлении указанного способа формирование конечных свойств будет обусловлено в основном только химическим составом проката, Цель изобретения — предотвращение разупрочнения при сварке термически уп. рочненного проката из малоуглеродистой и низколегированной стали, Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления термически упрочненного проката, включающему нагрев заготовки, горячую прокатку, двухступенчатое прерыванное охлаждение со скоростью выше критической после выхода проката из последней клети стана и порезку на мерные длины в промежутке между этими ступенями, охлаждение на первой ступени ведут до достижения среднемассовой температуры

700-580 С, после чего осуществляют выдержку на воздухе в течение 0.5-2,5 с и повторно охлаждают до среднемассовой температуры 600-480 С, При осуществлении первой стадии охлаждения через 0,1-0,15 с после окончания прокатки и повторного охлаждения через

0,1-0,3 с после порезки достигается увеличение однородности свойств по длине раскатов, что также благоприятно влияет на свариваемость упрочненного проката. типом предлагаемое техническое решейие обладает следующими отличительными признаками. Охлаждение проката на первой ступени ведут до достижения среднемассовой температуры 700-580 С, после чего осуществляют выдержку в течение 0,50,25 с при которой прокат подвергают порезке и повторно охлаждают до 600-480 С.

По всем отличительным признакам был товлении термически упрочненного проката путем регламентирования температурновременных параметров процесса упрочнения удается сформировать в готовом изделии структуру стойкую против воэдей5

20 ствия термического цикла сварки, т,е; обеспечить его свариваемость, При необходимости обеспечения свариваемости охлаждение на первой ступени прекращают при достижении 700-580 С, после чего осуществляют выдержку в течение

0,5-2,5 с для обеспечения самоотпуска и выравнивания температуры по сечению, порезку и последующее охлаждение на второй стадии до температуры 600-480 С. Температура окончания охлаждения 700-580 С на первой стадии и 600-480 С на второй стадии выбрана из необходимости формирования структурного состояния по сечению раскатов, исключающего возможность существенного разупрочнения металла при сварке, Окончание охлаждения выше 700" С не обеспечивает структуры закалки в поверхностном слое, а ниже 580 С ограничивает. количество тепла во внутренних слоях, необходимое для разогрева поверхности, Повторное охлаждение до температуры выше 600 С не приводит к увеличению прочностных свойств, ниже 480 С создает структуру закалки во внутренних слоях и не обеспечивает требуемой 1емпературы самоотпуска. Выдержка менее 0,5 с недостаточна для обогрева, более 2,5 с приводит к распаду аустенита в центральной зоне стержня до начала повторного охлаждения, Таким образом, все отличительные признаки позволяют предотвратить разупрочнение:при сварке термически упрочненного проката, т.е, обеспечить его свариваемость.

Опытно-промышленное опробование способа проводили на станах 250-4 и 250-5 комбината "Криворожсталь" при производстве термически упрочненной ниэколегированной и углеродистой арматурной стали, .П р и м е.р ы.

1, Выпуск термически упрочненных арматурных стержней N 10 и 14 из стали марки 20 ГС осуществляли при постоянных параметрах процесса нагрева и прокатки заготовки согласно существующим инструкциям. По выходу из чистовой линии стана прокат охлаждали движущимися потоками воды при избыточном статическом давлении в устройствах проводкового типа до температуры 650-580 С, причем охлаждение начинали через 0,15 с после окончания деформации (см. таблицу), После охлаждения на первой ступени проводили пореэку и через различные промежутки времени повторно охлаждали в устройствах до температуры 550-480 С с последующим остыванием на воздухе, 3то позволило получить высокопрочную свариваемую арматурныю сталь класса

Дт-М и класса Ы-Ч согласно ГОСТ 10884-81.

1786115

Класс прочности *

Предел прочности.

Н/мм *

N. и I и Диа- Марка метр стали стержня, мм

Температура

Т2, ОС

Пауза между охлаждениями1 и

2,с

Температура Ть

Примечания

Ат-Y(А -IV

Ат-I V/Àò-1 И

Ат-1Ч(Ат-IV

Ат-IV/Àò-IV

Ат-1Ч/AT-IЧ

А -!Ч(А -IV

Ат — 1Ч/Ат-И!

Ат-1 V/AT-1 И

Ат-И l (Ат — 1 И

Ат-l I I/Àò — ГИ

Ат-I И/Ат-И

Несвариваемая

Несвариваемая

Свариваемая

Свариваемая

Свариваемая

Несвариваемая

Свариваемая

Несвариваемая

Свариваемая

Свариваемая

Несва иваемая

1150/800

900/750

920/800

960/850

960/850

850/630

870/820

830/780

740/660

680/630

620/580

375-400

480-460

500-480

500-480

500-480

600-580

520-500

540-520

580-560

600-580

630 — 610

740-730

600-580

600-580

600-580

700-680

730-720

700-680

700-680

700-680

700-680

700-680

0,5

0,4

0,5

0,8

2.0

2,0

2,5

1.0

2,0

2.5

3.0

20ГС

20ГС

20ГС

20ГС

20ГС

1

3

6

8

14

14

18

18

18

18

Ст5пс и ту ых стержней по ГОСТ 10884- 1

П сходных арма рн р и м е ч а н и я . ислитель — для и знаменатель — для сварных соединений, Т! — среднемассовая температура стержня после охлаждения на 1 стадии.

Пауза — время выдержки (отогрева) между концом охлаждения на 1 стадии и началом охлаждения на 2 стадии;

Т? — среднемассовая температура стержня после охлаждения на 2 стадии.

Примеры 1 и 6 — по прототипу.

Составитель А, Ивченко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Густи

Редактор

Заказ 229 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

2. Термическое упрочнение арматурных стержней N. 18 из стали Ст.5пс осуществляли по той же технологической схеме. Охлаждение на первой ступени на чинали спустя

0,1 с после окончания деформации и закан- 5 чивали при температуре 700-650 С, после паузы в 1,0-2,5 с осуществляли порезку и повторное охлаждение до температуры 600550 С через 0.3 с после порезки. Полученные . механические свойства, 10 представленные в таблице, свидетельствуют о получении свариваемой арматуры класса Ат-111 из рядовой углеродистой стали марки Ст. 5пс. Как следует из таблицы, свариваемость упрочненной низколегирован- 15 ной и углеродистой стали обусловливается регламентацией температуры раската после охлаждения на первой и второй ступенях охлаждения, а также паузой для отогрева упрочненного поверхностного 20 слоя между ступенями охлаждения.

Использование предлагаемого способа изготовления термически упрочненного проката обеспечит, по сравнению с известным способом, получение высокопрочного проката, в частности арматурной стали класса Ат-III Ат-V с гарантируемой свариваемостью.

Формула изобретения

Способ изготовления термически упрочненного проката из низкоуглеродистой и низколегированной стали, включающий нагрев заготовки, горячую прокатку, охлаждение со скоростью больше критической до заданной температуры через 0,1-0,15 с после выхода проката из последней клети стана, порезку на мерные длины и повторное охлаждение со скоростью больше критической через 0.1-0,3 с после порезки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения свариваемости проката, охлаждение после горячей прокатки ведут до достижения среднемассовой температуры 700-580 С, затем выдерживают на воздухе в течение

0,5-2,5 с, а повторное охлаждение проводят до 600-480 С.