Способ обработки проката для чистовой вырубки

(Я)4 С 21 54 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ САНИЕ ИЗОБ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Украинский ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт металлов и Магнитогорский дважды ордена Ленина иордена Трудового Красного Знамениметаллургический комбинатим.В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССР9 456007, кл, С 21 0 9/46, 1972.Коваленко Л.В. и др. Термическаяобработка проката из малоуглеродис-тьвс сталей для точной вырубки деталей. - Тезисы докл. Всесоюзнойнауч.-техн,конф. "Термическая и термомеханическая обработка стали важнейший резерв экономии металла".Днепропетровск, сентябрь 1971, с.46. 80117878( )(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОКАТАДЛЯ ЧИСТОВОЙ ВЫРУБКИ, включающийгорячую прокатку полосы, ускоренноеохлаждение, смотку полосы в рулон,охлаждение рулона, нормализацию снагревом до межкритического интервала температур и отжиг, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности за счетсокращения продолжительности процесса. обработки проката и улучшенияего качества, ускоренное охлаждениепроизводят до 540-590 С, перед нормализацией осуществляют размоткурулона и порезку его на листы, нормализацию осуществляют поштучно,охлаждение листов начинают в моментдостижения заданной температуры нормализации, а отжиг ведут в течение6-7,5 ч.Изобретение относится к термической обработке проката и предназначено для использования преимущественно в черной металлургии при производ стве листового и полосового проката из малоуглеродистых сталей для чистовой вырубки, который должен иметь низкую прочность и практически полностью сфероидизированную структуру (не более 207.; пластинчатого перлита) 10 с равномерным распределением цементита.Целью изобретения является повышение производительности за счет сокращения продолжительности процесса обработки проката и улучшение его 15 качества.Способ обработки проката для чистовой вырубки заключается в горячей прокатке полосы, ускоренном охлаждении до 540-590 С, смотке в рулоны, 20оохлаждении в рулоне, размотке рулона и порезке его на листы, нормализации из межкритического интервала температур, осуществляемой поштучно, причем охлаждение листов начинают в 25 момент достижения заданной температуры нормализации, и отжиге в течение 6-7,5 ч.Ускоренное охлаждение до 540-590 С позволит подготовить структуру металла к последующему отжигу за счет измельчения зерна, повышения дисперсности перлита и увеличения его содержания, что обеспечит равномерное распределение цементита после отжига,Проведение перед отжигом поштучной нормализации листов (от температуры 730-760 С) позволит за счет подготовки структуры металла и обес печения равномерности свойств снизить температуру отжига и уменьшить его длительность.Начало охлаждения при нормализации с момента достижения заданной 45 температуры нагрева позволяет за счет уменьшения устойчивости и одно.родности аустенита повысить вероятность абнормального распада и соответственно снизить содержание плас тинчатого перлита и тем самым уменьшить временное сопротивление металла и сократить длительность отжига.Выполнение отжига в течение б,5 ч при 630-670 С обеспечивает полную сферойдизацию и предотвращает выделение цементита по границам зерен, т.е. повьппает качество металла и позволяет осуществить из него чис. товую вырубку деталей без сколов на поверхности среза.Выбор граничных параметров температуры окончания ускоренного (10-30 С/с) охлаждения (температуры смотки) обусловлен тем, что повьппеоние ее выше 590 С приводит к увеличению размеров ферритного зерна и уменьшению равномерности распределения цементита в структуре. Снижение температуры смотки (в зависимости от марки стали и толщины полосы) хотя и увеличивает равномерйость распределения цементита, но приводит к резкому возрастанию прочности металла и нагрузок на оборудование (моталки) . Кроме того, снижение температуры смотки приводит к образованию на поверхности полосы слоя отпущенного мартенсита.Соответствующее различие прочностных свойств сохраняется и после отжига, что затрудняет чисто" вую вырубку.П р и м е р. При проверке способа в производственных условиях материалом для исследования послужили стали 20 и 20 ЮА толщиной 6-8 мм.После горячей прокатки полосы подвергали ускоренному охлаждению от температуры конца прокатки до 540 о620 С, сматывали в рулон, охлаждали в рулоне до цеховой температуры, осу. ществляли размотку рулона и порезку полосы на листы длиной 3-6 м.Термическую обработку проводили в проходной роликовой печи (норма.лизации при 730-760 С) и в.колпаковой печи (отжиг при 630-670"С в течение 6 и 8 ч).Отжиг проката проводили в составе садок массой 60-80 т в прямоугольных газовых колпаковых печах, в стендах которых установлены электронагреватели.Свойства отожженного металла приведены в таблице.Как видно из представленных данных, снижение температуры смотки приводит к повышению временного сопротивления отожженного металла. Следует отметить, что временное сопротивление горячекатаной стали 20, смотанной при 540 С, составило 520 МПа, и дальнейшее снижение температуры смотки вызвало значительное повьппение нагрузок на моталки. Требу1178781 отжига. Проведенное испытание условий охлаждения при нормализации стали 20 показало, что увеличение выдержки после достижения заданной температуры нормализации (745 С) до 15 мин способствовало, кроме повьппения затрат энергии, увеличению содержания пластинчатого перлита после нормализации от 50 до 80%.Временное сопротивление и с перлита в зависимости от те Температура, Сф Содержаниепластинчатогоперлита, 7. Временное сопротивление,МПа Марка стали отжига смотки 0 610 630 335 20 ЮА 350 670 670 0 630 590 385 370 20 ЮА 0 0 670 430 630 570 20 0 420 670 450 630 540 20 0 425 670 Длительность вьдержки при температуре отжига 6 ч. 3емые свойства для сталей 20 и 20 ЮА (временное сопротивление500 ИПа) и содержание пластинчатого перлита20 Ж получены и при температуре смотки 610 С, однако наиболее равномерное распределение глобулей цементита наблюдали при температуре смотоки менее 600 СПроводили также обработку проката по способу-прототипу, включающему горячую прокатку полосы, ускоренное охлаждение после прокатки до 600 - 630 ОС, смотку в рулоны, нормализацию в рулоне иэ межкритического интервала температур (740-760 С) и окончательный отжиг при 620-730 С с выдержкой в течение 8-10 ч. Порез.ка полосы на листы выполнялась после Несмотря на меньшую длительность выдержки при отжиге (6 ч по сравнению с 8-10 ч для способа-прототипа) были получены требуемые свойства. 4При нормализации полосы в рулонемассой 4-8 т (по способу-прототипу)производительность проходной печисоставила 1-1,5 т/ч, тогда как приобработке по предложенному способу10 т/ч. Разброс значений временногосопротивления при обработке по заявленному способу и способу-прототипусоставил 36 и 60 МПа, а микрострук тура после обработки по способу-прототипу характеризовалась неоднородным распределением цементита и наличием грубых выделений структурносвободного цементита по границам зерен и до 107 пластинчатого перлита.Как показали данные опытной проверки, в результате использованиязаявляемого способа продолжительность отжига может быть сокращена на0,5-4 ч, а производительность нормалиэационной печи увеличена в 6-10раз при одновременном уменьшениисодержания ппастинчатого перлита иповышении равномерности распределе 25 ния цементита, что определяется снижением температуры смотки полосы,применением поштучной нормализациилистов, ставшей возможной в связис порезкой полосы на листы послеохлаждения рулонов, началом охлаждения при,нормализации в момент достижения заданной температуры нагреваи сокращением длительности выдержкипри отжиге.одержание пластинчатогомпературы смотки