Способ термической обработки проката

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >954446 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За явлено 0 7 ° 03 . 80 (21) 2 8916 20/22-02 с присоединением заявки М9 (23) Приоритет.— и м.кп.

С 21 D 1/78

С 21 D 9/46

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 785..79 (088. 8) Опубликовано 30.0882 Бюллетень ¹32

Дата опубликования описания 30 . 0 8. 82 (72) Авторы изобретения

Н.Ф.Легейда, В.И.Балон, И.Е.Анциферов, М.С.Бабицкий, Л.Д.Перельман, Б.Ю.Зеличе (71) Заявитель

Украинский ордена Трудового Красного Зн научно-исследовательский институт мет ал (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при термической обработке (улучшении) листов (толщиной . 8+50 мм иэ низколегированных малоуглеродистых сталей с ограниченными нижним пределом текучести и верхним пределом временного сопротивления, поставляемых ГОСТ 5521-76 для судостроения.

Известен способ термической обработки листа иэ низколегированной малоуглеродистой стали, например, 10ХСНД, включающий закалку с температуры выше Acg и высокий отпуск (11.

Недостаток известного способа заключается в значительной длительности обработки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является споссб термической обработки стали, включающий закалку от температур выше Ас>, закалку от температур межКритического интервала (Ас„ + АсЗЯ.

К недостаткам известиого способа относится то, что одновременно с ростом предела текучести происходит и рост значений временного сопротивления.

Одновременный рост значений предела текучести и временного сопротивления не позволяет применить этот способ при термической обработке листов иэ низколегированных сталей, у которых, кроме нижнего значения предела текучести, ограничено и верхнее значение вреМенного сопротивления. Повышенное временное сопротивление после повторной закалки вызывает необходимость и в значительном увеличении длительности отпуска. Кроме того, наличие выдержек при температуре аустениэации и отпуске увеличивает длительность процесса.

Цель изобретения — сокращение длительности обработки и получение оптимального сочетания предела текучести и временного сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно известному способу термической обработки листового проката из низколегированных малоуглеродистых сталей, включающему закалку с температуры выше АсЗ, нагрев в интервале Ac - Ac>, охлаждение и отпуск, охлаждение с интервала

Ас - Ас5 производят на воздухе, при этом охлаждение с интервала Ас„ - Ac3

ЗО и с температуры отпуска производят

954446 непосредственно после достижения прокатом температуры нагрева °

Нагрев в интервале Ac Ac> пронэAC - <:q водят до температуры Ac - (Ас + ), 5

Охлаждение листа из межкристаллического интервала температур, на воздухе (нормализация), осуществляемое после закалки, позволяет значительно 10 ускорить процесс разупрочнения стали (по сравнению с отпуском при температурах ниже Ас ) и уменьшить упрочнение стали (no сравнению с закал <ой иэ межкритического интервала),15. что связано как с образованием аустенита., так и с уменьшением скорости охлаждения.

Нагрев при нормализации производят до температуры Ас„ — Нс, Ac - Ac что позволяет получить в предварительно закаленной стали высокоуглеродистый и высоколегиронанный аустенит, обладающий устойчивостью, доста- 5 точной для того, чтобы при охлаждении частично претерпеть бейнитное или мартенситное превращение, Охлаждение при нормализации осуществляют с момента окончания нагрева, что уменьшает длительность обработки и снижает устойчивость образовавшегося аустенита. Снижение устойчивости аустенита в совокупности .с замедленным (по сравнению с закалкой) охлаждением уменьшает количество бейнита или мартенсита в структуре стали (после нормализации) .

Охлаждение при отпуске осуществляют с момента окончания нагрева, что уменьшает длительность обработки и позволяет повысить предел текучести и уменьшить временное сопротивление стали по сравнению с неотпущенным состоянием.

При отпуске происходит, с одной 45 стороны, разупрочнение феррита, с другой стороны — выделение мелких . карбидных частиц в пределах участков, имевших до отпуска бейнитную или мартенситную структуру. 50

Для осуществления охлаждения с момента окончания нагрева необходимо обеспечить быструю выдачу листов иэ печи, что легко осуществить в роликовой проходной печи с регулируемой скоростью перемещения листов.

Для -осуществления нагрева при нормализации и интервале температур

+ 3 Ас1 н б и н

2 ео хо прерывное измерение температуры листов с точностью +10-20< |" в этом интервале.

Выбор граничных параметров (интервала температур нормализации) обусловлен тем, что при нагреве ниже Ac„ снижение временного сопротивления незначительно (аустенит еще не обраэовалси), a cCc cccpccc c c Ac +

Ac — Пот

1 степень легированности и

2 содержание углерода в аустените снижаются и при охлаждении аустенит распадается на феррат и перлит, образования бейнита не происходит ввиду отсутствия выдержки при температуре аустенизации, что приводит к резкому снижейию предела текучести. Отпуск стали с феррито-перлитной структурой в свою очередь снижает и временное сопротивление и предел текучести.

По предлагаемому способу термической обработки целесообразно осуществить нагрев листов до температуры на 30+50< С, превышающей точку Асз и

i охлаждение со скоростью выше критической до температуры ниже точки Мх (закалку), нагрев до.температуры в интервале Ac — Аса + — а — — и охлаждение на воздухе ниже точки M после чего нагреть до температуры отпуска и окончательно охладить.

Способ может быть реализован с помощью проходных печей и роликозакалочной машины или закалочного пресса.

Например, осуществление предлагаемого способа упрочняющей термической обработки на образцах.из листовой стали 10ХСНД (толщина 20 мм), содержащей 0,12Ъ углерода, .0,87Ъ марганца, 0,90Ъ кремния, 0,73Ъ хрома, 0,60Ъ никеля, 0,47Ъ меди, 0,024Ъ серы и 0,018Ъ фосфора, проводят следующим образом.

Образцы нагревают в камерной печи

Н-30 и закаливают в баке с водой с ,температуры 930+940< C. При нормализации предварительно закаленные об- . разцы нагревают в печи (температуру печи изменяли от 770 до 950 C) до температуры 725+8600С (Ас., = 735 С, АсЗ 895 С) и охлаждают йа воздухе до 20 С. Скорость нагрева образцов

-при .нормализации изменяют от 0,1 до 1,5< С. Скорость нагрева до температуры отпуска составила 2+30С/с.

Для сравнения проводят обработку по известному способу.

Результаты термической обработки приведены в таблице.

954446

Режимы тЕрмической обработки и результаты механических испытаний стали 10ХСНД

Температура нагрева при межкристаллической

Скорость нагрева при нормализации

С/с

Длительность отпуска, мин

Температура отпуска ОС

Номер опыта

Временное сопротивление, кгс/мм

Предел текучести, кгс/мм закал- нормалике, С эации Ñ

54

600

750

48

770

600

800

30

600

56

600

830

49,5

1,5

725

73,5

46,5

1,3

750

48

770

1,3

1,25

42,5

800

39

1,2

830

39,5

860

725

48

600

1,5

48

600

1,3

750

12.

770

50

600

1,3

46

600

1,25

800

1,2

39

600

830

38

600

860

64,5

50,5

600

0,2

770

18

48

600

1,5

770

Как видно из таблицы, термическая обработка по известному способу (опыты 1-4) проводит к получению высокого временного сопротивления (более 70 кгс/мм ) . Применение вместо закалки из межкритического интервала и отпуска нормализации из межкритического интервала, уменьшает значения: предела текучести, но временное сопротивление остается практически на прежнем уровне (опыты 5-10) . В результате отпуска, проведенного после нормализации, наблюдается (опыты 12-14) увеличение предела текучести (на 1,5-3,5 кгс/мм ) и 65 уменьшение временного сопротивления (на 3-6 кгс/мм ) по сравнению с нормализованным состоянием. В этом случае значения и временного сопротивления, и предела текучести удовлетворяют требованиям ГОСТ 5521-76 (6 >< 40 кгс/мм р 68 4 70 кгс/мм ) . уменьшение температуры нагрева при нормалиэации ниже Ас„ не позволяет уменьшить временное сопротивление (опыты 5 и 11), а увеличение температуры нормализации до 830ОC и вьааф (более 8c„+ — 1- — е 818еC) преАс — Acq водит к резкому (ниже 40 кгс/мм 1

Составитель A. Секей

Техред С.Мигунова Корректор М.Шароши

Редактор A.Ôpîëîâà

Заказ 6370/23 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 снижению предела текучести (опытИ

9, 10, 15 и 16).

Изменение скорости .нагрева от

0,2 да 1,50C/с не приводит к сугаественному изменению свойства (опыты 17 и 18), в связи с чем оптимальной скоростью нагрева (с точки зрения максимальной производительности), следует считать максимальную скорость, достижимую на имеющемся оборудовании (в.интервале 0,21 50C/C) .

Как показали данные опытной проверки, в результате использования предлагаемого способа дительность обработки значительно уменьшилась продолжительность выдержки в печи . при нормализации и отпуске сократилась на 15 и 30 мин соответственно.

В результате обработки предлагаемым способом были получены предел текучести (46+50 кгс/мм ) и временное сопротивление (66+69 кгс/мм ), пол ностью удовлетворяющие требования

ГОСТ 5521-76.

Формула изобретения

1. Способ термической обработки проката, преимущественно листового, иэ низколегированных малоуглеродистых сталей, включающий закалку с температуры выше Ас>, нагрев в интервале Ас - Ac» охлаждение и отпуск, отличающийся тем, что; с целью получения заданного сочетания предела текучести и временного сопротивления и сокращения длительности обработки, охлаждение с интервала Ac„ — Ac производят на воздухе, при этом охлаждение с интервала

Ac< - Ac и с температуры отпуска производят непосредственно после достижения прокатом температуры нагрева.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что нагрев в интервале Ас„ - Ac> производят до температуры

Ac - (Ac + 3 ")

tQ

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термическая обработка металлов.

Сб. Р 2, "Металлургия", 1973, с.

° )5 с. 40-41.

2. Патент CtttA Р 3288657, кл. 148-143, 1969.