Способ термической обработки стальных листов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК па Жао 1724698 А 1(57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам термической обработки стальных листов из низколегированных сталей. Цель - повышение прочностных, пластических свойств и ударной вязкости при отрицательных температурах, Способ включает нагрев под закалку стали, содержащей 0,01 - 0,019 азота и 0,04 - 0,12% ванадия, до температуры на 60 - 100 С выше точки Асз с удельным временем 1,2 - 2,0 мин/мм, выдержку в течение 1,5 - 2 мин/мм, закалку до комнатной температуры, нагрев под отпуск до 650 - 710 С с удельным временем 0,5 - 1,5 мин/мм и выдержкой в течение 0,3 - 1 мин/мм и охлаждение на воздухе. 1 табл,ья АН УССР и О ргический комб Кутищев, И.Ф.Киавлов, Е.М.Коломельман ство СССР18, 9/48, 1979.СКОЙ ОБРАБОТКИ 0,660%, талла до енем на нием на 3 Я С/с для ф, ью 0,5 - ( 0,447 - ого ме м врем хлажде 10- 15 скорос 605%. родным эквивалентом Сэк, = включающий нагрев листо Асз+ (30 - 50) С с удельны грева 1,0 - 1,3 мин/мм и воздухе до Аг 1 со скоростью стали с Сэк.0,534% и со 100 С/с для стали с Сэк, Оааай Недостатком этого, с низкая температура нагре сутствие времени выдерж температуре, не обеспечи ние достаточного количес ной фазы в аустените и распределения внутри фазовом превращении ном виде, что способс ударной вязкости при отр пературах,яется и отннои орего ее у-эа персению х темГОСУД/РСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам термической обработки стальных листов из низколегированных сталей,Известен способ производства высоко- прочной листовой стали с высокой вязкостью, содержащей азота0,02, путем нагрева листа до температуры в интервале Ас 1 - Асз за 0,5 - 30 мин, охлаждения до 350 - 500 С со скоростью 1 С/с и выдержки при этой температуре С,5 - 30 мин с последующим охлаждением до комнатной температуры.Недостатком данного способа является низкая температура термической обработки, недостаточная для растворения карбонитридных включений.Известен способ производства толсто- листового металла преимущественно с углепособа явл ва металла ки при зад ающие рас тва карбон равномерн зерна при в мелкодис твует сниж ицательныНаиболее близким по температурному режиму термической обработки является способ термической обработки низкоуглеродистой стали, включающий нагрев под закалку до 950 - 1200 С с выдержкой в течение 60 - 240 с последующим подстуживанием со скоростью 2 - 5 град/с до температуры межкристаллического интервала, а отпуск проводят при 500 - 650 ОС в течение 6 - 20 мин.Недостатком известного способа является технологическая сложность, заключающаяся в ступенчатости операций (нагрев, подстуживание, закалка и т.д.), снижающаяся производительность нагревательных агрегатов.Кроме того, недостатком известного способа является высокая температура нагрева (1200 С) с выдержкой в течение 60 - 240 с, при которой происходит рост зерна металла вследствие растворения и коагуляции барьерных частиц, что снижает механические свойства стали.При этом, недостатком известного способа является низкая температура закалки (в интервале Ас 1 - Асз) и отпуска (в интервале 500 - 650 С), что не способствует повышению механических свойств. Кроме того, неограниченное время нагрева под закалку и отпуск не исключает случаи образования трещин при термообработке толстых листов:Целью изобретения является разработка способа термической обработки стальныхлистов, содержащих 0,01-0,019 азота и 0,04 - 0,12 ванадия, позволяющего получать повышенную ударную вязкость, высокие прочностные и пластические свойства.Поставленная цель достигается тем, что листы из стали с содержанием 0,01 - 0,19 оазота и 0,04 - 0,12 ванадия нагревают до температуры на 60 - 100 С выше точки Асз с удельным временем нагрева 1,2 - 2,0 мин/мм, выдерживают 1,5 - 2,0 мин/мм и охлаждают в воде (или на воздухе) с последующим отпуском по режиму: нагрев до 650 - 710 С с удельным времени нагрева 0,5 - 1,5 мин/мм, выдержка 0,3 - 1,0 мин/мм и охлаждение на воздухе.Наличие азота и ванадия в указанных пределах в сочетании с реализацией приведенных режимов термической обработки позволяет повысить механические свойства в результате дисперсионного упрочнения нитридами ванадия, которое повышает устойчивость переохлаждения аустенита, что приводит к уменьшению структурной неоднородности и повышению пластических свойств.51015 20 жается производительность нагреватель 25 30 35 40 45 50 10 При содержании азоте менее 0,01 и ванадия менее 0,04 начинают снижаться прочностные свойства металла, а при содержании этих элементов более 0,019 и 0,12 соответственно повышается склонность металла к охрупчиванию.При нагреве листа под закалку или нормализацию с удельным временем нагрева менее 1,2 мин/мм получают развитие термические напряжения, которые приводят к образованию трещин,.при нагреве с удельным временем более 2,0 мин/мм снижается производительность нагревательных агрегатов,При отпуске с удельным временем нагрева менее 0,5 мин/мм развиваются термические напряжения, приводящие к возникновению трещин, при нагреве с удельным временем более 1,5 мин/мм сниных агрегатов,При выдержке под закалку или нормализацию менее 1,5 минlмм не завершается требуемое растворение нитридной фазы,необходимое для дисперсионного упрочнения, и прочностные свойства не достигают требуемой величины, при выдержке более 2,0 мин/мм отмечается рост зерна аустенита, в результате чего снижается уровень ударной вязкости.При выдержке в процессе отпуска менее 0,3 мин/мм не завершается релаксация напряжений и отпуск структуры, при выдержке более 1,0 мин/мм происходит коагуляция карбонитридной фазы, что снижает прочностные свойства металла,Нагрев листа под закалку (нормализацию) ниже температуры Асз+ 60 С не обеспечивает растворение карбонитридной фазы и не повышает механические свойства, нагрев листа выше температуры Асз + 100 С вызывает рост зерна аустенита, что снижает уровень ударной вязкости.При нагреве под отпуск ниже 650 С не завершается релаксация напряжений и отпуск структуры, при нагреве выше 710 ОС происходит коагуляция карбонитридной фазы и снижение прочностных свойств.Предлагаемый способ термической обработки стальных листов из хромкремнемарганцевой стали состава, о : углерод 0,12 марганец 1,5: кремний 0,56; хром 0,54; ванадия 0,07; азот 0,011; сера 0,023; фосфор 0,020; алюминий 0,011, внедрен на металлургическом комбинате, Асз (расч.) = =884 С.Листы толщиной 10 - 40 мм нагревают до 950 - 970 С с удельным временем нагрева 1,5 мин/мм, выдерживают при данной температуре 1,7 мин/мм, закалка - в воде1724698 гТермообработкаВыдерж"ка,мин/мм Способ 11 еханические свойства Содержание элементов, Й1,4 о,г 0,4 о,оо 9 21 2,1 1,6 1,1 а,ог г 0,13 3 о,о 44 0,12 5 0,06 6 007 1,2 1,5 О,О 1 О О, 019 0,5 г,а о,3г,о 1,5 1,5 1,0 1,7 0,01 19 076 1,3 1,6 1,3 1,7 1,8 о,о 1 г о,е е 4ФПо известному способу видержку проводят в минутах Составитель В. КитайскийРедактор И. Дербак Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская Заказ 1151 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 нормализация на воздухе). Отпуск по режиму; нагрев до 690 - 710 С с удельным временем нагрева 0,8 мин/мм, выдержка 0,7 мин/мм, охлаждение - воздух.В таблице приведены механические свойства листов по предлагаемому и известному способам термической обработки.Термообработка стальных листов по предлагаемому способу за счет повышения пластических свойств и ударной вязкости при отрицательных температурах позволяет устранить возврат листа на повторную термическую обработку, тем самым снизить затраты на производство 1 т листа на 3 руб. До внедрения способа термической обработки стальных листов, содержащих 0,01 - 0,019 азота и 0,04 - 0,12 ванадия, возврат на повторную термическую обработку составлял 256. Закалка (920)отпуск (640)Закалка (990);отпуск (720)Закалка (944)отпуск (650)Закалка (984) 1отпуск (710)Закалка (960)отпуск (690)Нормаъв.(960) 1отпуск (650) Формула изобретения Способ термической обработки стальных листов преимущественно с содержанием 0,01 - 0,019 азота и 0,04 - 0,12 5 ванадия, включающий нагрев под закалку,выдержку, закалку, нагрев под отпуск, выдержку и охлаждение на воздухе, от л и ч ею щ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных, пластических свойств и 10 ударной вязкости при отрицательных температурах, нагрев под закалку ведут до температуры на 60 - 100 фС выше. точки Асз с удельным временем 1,2 - 2,0 мин/мм, выдержку при этом осуществляют в течение 15 1,5 - 2,0 мин/мм, закалку проводят охлаждением до комнатной температуры, нагрев под отпуск ведут до 650-710 С с удельным временем 0,5 - 1,5 мин/мм и выдержкой в течение 0,3 - 1,0 мин/мм.20