Способ термомеханической обработки сортового проката из конструкционных сталей

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 301078 (21) 2679097/22-02с присоединением заявки Йо(23) Приоритет(51)М. Кл.С 21 В 8/00 С 21 В 1/78 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15. 09. 80,(72) Авторы изобретения В.Т.Бадан, В.А.Трусов и В.М.Смирнов Московский Ьрдена Трудового Красного Знамени институт стали.и сплавов(54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙИзобретение относится к упрочнению сортового проката и предназначено для использования при производстве полосового проката из рессорно-пружинных сталей с термомеханической обработкой. Известен способ термической обработки полосового проката из низколегированной стали, включающий нагрев, пластическую деформацию и дифференцированное охлаждение по следующей схеме: от температуры завершения пластической деформации до точки Аг - со скоростью 0,5- 3,0 оС/с; в интервале температур Аг-Аг - со скоростью 5-25 С/с; в интервале температур от Аг до комнатной - со скоростью 0,5- 2,0 аС/с. Этот способ применяетсяйля обработки проката иэ ниэкоугле йодистых сталей с целью увеличения пластичности (1).Известен также способ высокотемпературной термотехнической обработки стали, включающий .нагрев, пластическую деформацию, немедлен" ную закалку на мартенсит и отпуск 2) . Недостатком этого способа является то,что после закалки на мартенсит с целью предупреждения трещинообразования необходимо быстро осуществлять отпуск стали. Это накладывает определенные ограниченияна работу термических участков и цехов.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является; способ термомеханической обработки рессорных сталей, включающий нагрев, пластическую дефрмацию (прокатку эа 18 проходов), закалку на мартенсит и отпуск 3 ., Нагрев заготовок осуществляют притемпературе, отвечающие областистабильного аустенита. Пластическую 2 О деформацию проводят за один илинесколько проходов,.что имеет местов промышленных условиях при производстве сортового проката. Последеформщйбнное,охлаждение ведут 25 в средах, обеспечивающих охлаждениесо скоростью выше критической.Отпуск упрочненного проката осуществляют с целью снятия внутреннихнапряженийснижения твердостистали.Кроме того, пластическая деформация осуществляется не по стро го определенному режиму, а со случайным .распределением частных обжатий по проходам, Это приводит к тому, что в ходе деформации процессы разупрочнения (рекристаллизации) превалируют над процессамиупрочнения (горячего наклепа) или наоборот. В первом случае прокат после ВТМО имеет низкий уровень прочностных, а во втором - пластических характеристик, что снижает, конструктивную прочность прокатаи изделий иэ него.Цель изобретения - повышениеконструктивной прочности сортово- . 15 го проката иэ конструкционных сталей. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе горячую пластическую деформацию в последних 20 5-6 проходах осуществляют с убывающими по проходам частными обжатиями от 50 .до 20 и скоростями деформации 60-120 с , а охлаждение проката с критической скоростью от температу ры окончания горячей пластической деформации производят до 350-450 оС. Окончательное охлаждение проката производят на воздухе.Металл по уходу прокатки деформиру-З 0 ют с относительными обжатиями 50-20и скоростью деформации 60-120 с " . Температуру окончания пластической деформации поддерживают Ас + (50- 100 С) .Это позволяет в ряде случаев исключить операцию промежуточного отпуска. Использование режима деформации с убывающими частными обжатиями по проходам позволяет получать более точный по геометрическим размерам 40 конечный профилеразмер.Выбор граничных, величин деформационно-скоростных параметров горячейпрокатки при ВТМО обусловлен тем, что при относительном обжатии ме нее 20 и скорости деформации ниже 60 с " создается недостаточная степень горячего наклепа и проявляется стимул к рекристаллизации обработки.При относительном обжатии более 50и скорости деформации выше 120 с 1 в результате протекания динамической рекристаллиэации снимается значительная часть деформационного горячегонаклепа. В том и другом случаях ре,алйзуется низкий комйлекс механических"5свойств стали после.ВАЕМО. Диапазонтемператур окончания .интенсивного охлаждения 350-450 оС соответствуеттемпературному интервалу превращения горячедеформированного аустенита по 60 промежуточному (бейнитному) механизму; Высокая пластичность стали с бейнитной структурой позволяет реализовать высокую прочность, определяемую применением ВТМО. Способ осуществляют следующим образом,Эаготовки квадратного сечения состорОной 42 мм из стали 50 ХГА нагревают до 1000 оС, прокатывают эа пятьпроходов на полосы 6 40 мм с убывающими частными обжатиями по проходамЯ, =0,45, 6=0,38, 8"-30, Я =25,6 =20 и скоростью деформации соот.ветственно П, =70 сП 1=86 с П=98 с04=107 с Пб= 120 с , Го"рячую прокатку закайчивают при 920 оС,а затем охлаждают полосы, в воде до4000 С. После такой обработки Й отпуска при 450 С 1 ч полосы из стали50 ХГА имеют следующий комплекс механических свойств: Ъ 175 кгс/мм,Ьй 158 кгс/мм, д г 7,0,Ф "35Рессорные полосы иэ стали 50 ХГА,обработанной по известному способутермомеханической обработки (горячая прокатка при 9000 С эа один проход с относительным обжатием .25, охлаждение в масле на мартенсит, отпуск при 450 С 1 ч, имеютследующий комплекс механическихсвойств: Ъ 8 =160 кгс/мм,Ьд - -142 кгс/мм, д =6, 9 =35.При прокатке,сдеформационноскоростными параметрами при ВТМО,отличными от распределения и уровня, указанных в предлагаемом способе, получается низкий комплексмеханических .свойств сортовогопроката. Так, заготовки квадратногосечения состороной 42 мм изстали 50 ХГА нагревают до 1000 ьС,прокатывают за пять проходов наполосы 640 мм с частными обжатиями по проходам: Е, .30, 6=286бэ=30, Я 28,6,66=43, и скорос,тями деформации 01 =40 с ", Пэ=38 с40 с П 38 С 0 47Горячую прокатку заканчивают при900 еС, а затем охлаждают в водедо 400 С, Механические свойстваополос из стали 50 ХГА после отпускапри 450 С 1 ч находятся на следующемоуровне: ЪВ= 160 кгс/АР,Ь 0:145 кгс/мм,ф 6,0, Ф:27,При обработке сортового прокатаиз конструкционных сталей по предлагаемому способу в процессе горячей пластической деформации создается развитая субструктура деФормированного аустенита с повышенной плотностью дефектов кристаллического строения, котораянаследуется бейнитом при охлажде"нии. Образование укаэанной структуры в стали способствует повышению конструктивной (коррозионной иусталостной) прочности цроката иизцелий из него. формула изобретенияСпособ термомеханической обработки проката из конструкционных сталей,763478 Составитель А,СекейРедактор Н.Горват Техред.Ж,Кастелевич Корректор В,Бутяга Заказ 6582/12 Тираж 608 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал.ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 включающий нагрев, горячую . пластическую деформацию, .охлаждение скритической, скоростью и отпуск,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения конструктивнойпрочности, горячую деформацию впоследних 5-6 проходах осуществляюто убывающими по проходам обжатиями от 50 до 20 и скоростями де.Формации 60"120 с"ф, а охлаждениепроката с критической скоростью оттемпературы окончания горячей пластической деформации проиэводят до 350-45 ФС,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР9 553297, кл. С 21 0 7/14, 1975.2. МИТОМ 1968, 9 7, с.56-59.3. Бернштейн М,Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. Металлургия 1968, т 2,с. 866-887.,