Способ термического упрочнения проката

(54) СПОСО НИЯ ПРОКА й металлургическии ной металлургии ченко, В.Т,Худик, А,Нечепоренко, ко, Е.В.Приходько, Рыбалкаллургический комим. В.И,Ленина ство СССР 06, 1990. ле горяче со скоро- -660 С. Не заготовку изгибом со е 0,7-1,5 м ом скручитура самот проката Из лургии нению средн н пГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(46) 23.06.93. Бюл. М 23 (71) Днепропетровский институт и Институт чер (72) Ю.Т,Худик, А.В.Ив М.И.Костюченко, В И.А.Гунькин, С.А.Костыр А.П.Нечепоренко и В.ф, (73) Криворожский мета бинат "Криворожсталь" (56) Авторское свидетель % 1544288, кл. С 21 О 8/ обретение относится к черной метал- , в частности к термическому упрочпроката преимущественно мелких иих профилей сортовой стали в линии е рерывных станов.Задачей настоящего изобретения является повышение конструктивной прочности при максимальном выходе годного проката путем исключения немерных длин и сокращения отходов металлопроката,Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных отличительных признаков: деформацию при смотке осуществляют перед самоотпуском не позднее 0,6 с после охлаждения со скоростью больше критической, причем деформацию изгибом ведут со стрелой прогиба 0,4-0,7 м на базе 0,7-1,5 м, а деформацию кручения с относительным углом скручивания 0,25-0,85 рад/м, При этом эффект достигается при реализации отличительных признаков в совокупности с признаками известного способа, включающего аустенитиэацию заготовки, прокатку, охлаждение со скоростью более крити ЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧН(57) Сущность изобретения; пос прокатки заготовку охлаждают стью больше критической до 560 позднее 0,6 с после охлаждени сматывают в бунт, деформируя стрелой прогиба 0,4-0,7 м на ба и кручением с относительным уг вания 0,25-0,85 рад/м, Темпер отпуска смотанного в бун составила 550-670" С. 1 табл. ской до среднемассовой температуры 560- 660 С, самоотпуск, деформацию изгибом и кручением при смотке.Сущность способа состоит в том, что при охлаждении со скоростью больше критической до среднемассовой температуры 560 - 660 С на поверхности готового проката образуется слой мартенсита. количество которого изменяется в пределах 15-40 площади поперечного сечения. Если слой мартенсита занимает менее 15% поперечного сечения (охлаждение до среднемассовой температуры 600 С). то он не оказывает существенного влияния на агрегатную прочность и сочетание свойств проката, Образование мартенсита более чем на 40 поперечного сечения (охлаждение до среднемассовой температуры ниже 560 С) приводит к существенному приросту прочности при утрате пластических свойств материала, т.е. при охлаждении проката со скоростью больше критической до среднемассовой температуры 560-660 С достигается хорошее сочетание прочностных и пластических свойств проката. До 1823881полнительное повышение механических и технологических свойств бунтового проката обеспечивается временем между окончанием охлаждения со скоростью больше критической и операцией деформирования при смотке в бунт, а также параметрами самого процесса деформирования.Регламентация паузы между окончанием охлаждения со скоростью больше критической и началом деформации при смотке необходима для формирования повышенных механических свойств бунтовой стали. Существенного прироста показателей конструктивной прочности достигали при осуществлении деформации при смотке не позднее 0,6 с после прекращения охлаждения со скоростью больше критической, Это позволяло проводить деформацию закаленного поверхностного слоя и только после этого осуществлять самоотпуск, При увеличении паузы между охлаждением со скоростью больше критической и деформацией при смотке до 0,7 с и более самоотпуск поверхностного слоя происходит до деформации, что снижает прирост прочностных свойств и эффективность самого способа.Минимальные значения стрелы прогиба (0,4 м) и относительного угла окручивания .(0,25 рад/м) не обеспечивают повышения комплекса свойств продуктов распада деформированного мартенсита после его самоотпуска. Ограничение максимального значения степени деформации (0,7 м и 0,84 рад/м) позволяет избежать недопустимое искажение профиля и разрушение мартен- сита.П р и м е р, Реализацию известного и предлагаемого способов осуществляли на действующей установке для термического упрочнения арматурной стали в потоке мелкосортного и проволочного станов комбината "Криворожсталь",Арматурную сталь диаметром 8 мм, содержащую 0.33; углерода, 0,52марганца и 0,08 ф кремния, после прокатки с температуры 1130 С охлаждали (прерванная закалка со скоростью около 2000"С/с) в прямоточных охлаждающих устройствах различной длины при давлении охлаждающей воды 5.4 МПа и скорости ее потока относительно поверхности проката 22,5 м/с (скорость прокатки составляла 26,7 м/с) в течение 0,15-0,26 с до образования в поверхностном слое мартенсита, относительное количество которого составляло 10 -45 по 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 перечного сечения стержня. После выхода иэ охлаждающих устройств прокат сматывается в бунт, имеющий наружный диаметр 1350 мм, внутренний диаметр 850 мм и высоту 420 мм. Температура самоотпуска смотанного в бунт проката составила 550-670 С. Параллельно из стали этого же состава были прокатаны стержни диаметром 8 мм и длиной 80 - 100 м, которые после прокатки и охлаждения имели температуру самоотпуска около 560, 610 и 660 С и не подвергались деформации изгибом и кручением, а укладывались на раскатное поле.Результаты испытания контрольных образцов, отобранных из бунтовой и стержневой стали, представлены в таблице.Как видно иэ таблицы, деформация кручением и изгибом мартенсита поверхностного слоя позволила повысить на 10-20 прочностные характеристики проката, при обеспечении технологического свойства арматуры (свариваемости), а также снизить потери металла в отходы и уменьшить количество немерных длин. При этом упрочненная углеродистая арматурная сталь обладает свойствами низколегированной стали.Таким образом, реализация предлагаемого способа позволит организовать массовое производство упрочнен ной углеродистой арматурной стали класса АтШС и Ат-Б диаметром 6,10 мм взамен низколегировэнной горячекатаной стали класса А - Ш. Такая сталь обладает высоким комплексом механических свойств, а ее поставка в бунтах позволит снизить потери металлопроката в отходы и уменьшить количество немерных длин. Формула изобретения Способ термического упрочнения проката, преимущественно сортового, включающий аустенитиэацию заготовки, прокатку, охлаждение со скоростью, большей критической, до среднемассовой температуры 560 - 660 С, самоотпуск, деформацию изгибом и кручением при смотке, о т л и ч а ющ и й с я тем, что деформацию при смотке осуществляют перед самоотпуском не позднее 0,6 с после охлаждения со скоростью, большей критической, причем деформацию изгибом ведут со стрелой прогиба 0,4 - 0,7 м на базе 0,7 - 1,5 м, а деформацию кручением - с относительным углом скручивания 0,25- 0,85 рад/м.1823881 Номера Длине омытое ЗрассмотламАеммл, и Време охлади. дениз,с Плооадь засаленнойй зомм, )ь Стрела проог ба база/про. Гмб и/и Ползьзтелм лонструттиеноа прочно. тн1- - рвюплы по прототипу. лл 4 УАОЕЛЕтЕОРнтЕЛЬНаз (РаЗРУаамма ЛРЕСтООВРаЗНЫЗ СтЫСОЕ ПО ОСНОЗНОМУ МатаЛЛУ); - НЕУДОапстЕОРИтЕЛЬНаз (РаЗРУЩЕННЕ ПОснрле). Составитель А. Ивченко Редактор Е. Полионова Техред М. Моргентал Корректор П Гере)3)иЗаказ 2193 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 1 2 Э 4 5 6 7 В 9 1 О 6,6 5,6 4,9 6.7 6,8 5.6 4.9 4.5 5,6 5,8 0,25 0,21 0,18 0,28 0,25 0,21 О. 18 0,17 0.21 0.21 Толпат. на аалзлемното поеерт. местно. го слое. 0,9 О,В 0,4 1,0 0.90 0.6 0,4 0.3 0,6 0,6 400 27,8 19.1 43.6 40.0 27,6 19,1 14,5 27,8 276 Време мемду окончанием олл.е м Аефор мзцс 0,3 0,3 0,3 О,Э 0,3 0,5 0,7 0.5/0,5 0,7 /0,7 0,5/1.1 0.4/ 1,5 0.3 / 1,6 0,5/ 1.1 0,51 1 Удельныд утоп струнн нннл, рад/м 0,9 0,65 0,55 0.25 0,20 055 0.55 560 610 660 550 560 610 660 670 610 йо 620 520 440 750 110 640 530 515 630 580 780 660 600 9 ЭО 880 810 740 700 600 750 16,0 18,0 21,0 16.5 17,0 19,0 22.5 24,3 185 20,5 Э,О Э.О Э,О О,0,4 0.5 0,5 О.В 0.6 10