Способ термообработки холоднокатаной полосовой стали

Изобретение относится к области термической обработки, в частности к рекристаллизационному отжигу холоднокатаной рулонной ленты из ст.65Г. Для повышения качества ленты за счет улучшения ее пластических свойств рекристаллизационный отжиг ленты толщиной 0,5...1,8 мм проводят с последовательным повышением температур на его первых трех ступенях и со снижением на четвертой ступени до температуры рекристаллизации, при этом на первой ступени нагрев ведут до 320°С с выдержкой 6 час, на второй ступени до 500°С с выдержкой 2 час, на третьей ступени до 690°С с выдержкой 4 час, а на четвертой ступени температуру снижают до 650°С и выдерживают 9 час, причем общее время отжига составляет 32-34 час.

 

Изобретение относится к технологии термической обработки холоднокатаной рулонной полосовой стали и может быть использовано при рекристаллизационном отжиге проката из ст.65Г.

Для термообработки полосового проката (в том числе в рулонах) применяют различные виды отжига, которые достаточно подробно описаны, например, в книге Ю.М.Лахтина «Металловедение и термическая обработка металлов», М., «Металлургия», 1969, с.236-244. Один из видов отжига рекристаллизационный, цель которого, за счет изменения микроструктуры стали после холодной прокатки, повысить ее пластические характеристики, что особенно важно для полосовой стали, используемой при штамповке.

Нередко отжиг проводится в несколько стадий (ступеней) с заданными температурой и временем (скоростью) нагрева, а также временем выдержки при определенных температурах металла.

Известен способ термообработки тонкой ленты из углеродистой стали, при котором после ее закалки производят отпуск, пропуская ленту между нагретыми до определенных температур пластинами (см. а.с. СССР №1696521, кл. C21D 9/52, опубл. в БИ №45, 1991 г.). Однако этот способ непригоден для термообработки холоднокатаной ленты из ст.65Г.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ термической обработки холоднокатаной полосы из малоуглеродистой стали по а.с. СССР №1444372, кл. C21D 9/48, опубл., в БИ №46, 1988 г.

Этот способ термообработки путем трехступенчатого отжига при заданных температурах и времени нагрева характеризуется тем, что отжиг ведут при температурах 530°...620°С, 620°...630° и 640°...650°С с определенным временем (скоростью) нагрева, а выдержку на последней ступени делают в пределах 5...7 час.

Известный способ также непригоден для термообработки полосовой ст.65Г с целью повышения ее пластических характеристик.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества полосовой стали (ленты) марки 65Г за счет улучшения ее пластических свойств.

Для решения этой задачи в способе отжига холоднокатаной ленты в рулонах из стали 65Г, включающем нагрев до температуры рекристаллизации, выдержку и охлаждение, в отличие от ближайшего аналога осуществляют четырехступенчатый нагрев ленты толщиной 0,5...1,8 мм с последовательным повышением температуры на первых трех ступенях и со снижением на четвертой ступени до температуры рекристаллизации, при этом на первой ступени нагрев ведут до 320°С с выдержкой 6 час, на второй ступени до 500°С с выдержкой 2 час, на третьей ступени до 690°С с выдержкой 4 час, а на четвертой ступени температуру снижают до 650°С и выдерживают 9 час, причем общее время отжига составляет 32...34 час.

Сущность заявляемого технического решения состоит в оптимизации температур рекристаллизационного отжига марганцовистой углеродистой стали на различных его ступенях, а также времени выдержки при этих температурах и общего времени отжига. В результате этого в обработанной стали преобладает структура зернистого перлита (доля пластинчатого перлита не превышает 10% по шкале 9 ГОСТ 8233), что благоприятно сказывается на пластичности металла: происходит снижение временного сопротивления разрыву (б_в в среднем, на 9%) при одновременном росте величины относительного удлинения (δ₄ в среднем, на 15%). Снижение температуры на последней ступени отжига предотвращает «слипание» витков в рулонах.

Реализация предлагаемого способа осуществляется при отжиге рулонной стали в колпаковых печах. Предлагаемые температуры отжига стендовые, т.е. температуры внутреннего пространства печи.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли при отжиге полосовой стали (ленты) марки 65Г в термическом отделении листопрокатного цеха №8 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью в опытах варьировали температуры на отдельных ступенях отжига, время нагрева до этих температур и выдержки при них (т.е. общее время отжига). Результаты опытов оценивали по уровню механических свойств ленты (б_в и δ₄), в том числе по величинам разброса этих свойств между отдельными партиями металла.

Наилучшие результаты (снижение величин б_в и рост δ₄ при минимальном их разбросе) получены при использовании заявляемого технического решения. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели. В частности, разброс величин б_в для ленты толщиной до 1,5 мм включительно возрос до 150 н/мм² (против 40 н/мм² при отжиге по предлагаемому способу), а для ленты толщиной свыше 1,5 мм до 140 н/мм² (против 75 н/мм² при заявляемой термообработке). При температуре на последней ступени отжига более 650°С до 12% рулонов получили «слипание» отдельных их витков.

Технология термообработки, выбранная в качестве ближайшего аналога (см.выше), в опытах не проверялась из-за заведомой ее непригодности для углеродистой стали с повышенным содержанием марганца. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Расширение запаса механических свойств стальной ленты по прочности и пластическим характеристикам, достигаемое при реализации заявляемого способа, дает возможность в значительной степени нивелировать технологические отступления, допущенные в процессе горячей прокатки заготовки для последующей холодной прокатки ленты.

Технико-экономические исследования, проведенные в Центральной лаборатории ОАО «ММК», показали, что использование настоящего изобретения при производстве холоднокатаной ленты толщиной 0,7...1,8 мм из ст.65Г позволит улучшить потребительские свойства этого вида проката, что уменьшит отходы металла при его последующей штамповке ориентировочно на 5...7%.

Пример конкретного выполнения

Холодногнутая лента толщиной 1,2 мм из ст.65Г подвергается рекристаллизационному четырехступенчатому отжигу в колпаковых печах (отжиг производится в рулонах).

Параметры отжига:

I ступень t=320°С, Т=6 час.

II ступень t=500°С, Т=2 час.

III ступень t - 690°С, Т=4 час.

IV ступень t=650°С, Т=9 час.

Общее время отжига 33 часа.

Мех. свойства отожженной ленты: б_в=550н/мм², δ₄=28%, твердость по Бринеллю - HRB=80 ед., что полностью соответствует требованиям ГОСТ 2283.

Способ отжига холоднокатаной ленты в рулонах из стали 65Г, включающий нагрев до температуры рекристаллизации, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что осуществляют четырехступенчатый нагрев ленты толщиной 0,5-1,8 мм с последовательным повышением температуры на первых трех ступенях и со снижением на четвертой ступени до температуры рекристаллизации, при этом на первой ступени нагрев ведут до 320°С с выдержкой 6 ч, на второй ступени до 500°С с выдержкой 2 ч, на третьей ступени до 690°С с выдержкой 4 ч, а на четвертой ступени температуру снижают до 650°С и выдерживают 9 ч, причем общее время отжига составляет 32-34 ч.