Способ изготовления термическиупрочненного проката

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(61) Дополнительное к еат. саид-ву(22) Заявлено 040779 (21) 2789712/22-02 (511 М КЛ с присоединением заявки йо С 21 0 1/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(53) УДК б 21,785. ,79 (088,8) Дата опубликования описания 1505,81(72) Авторы изобретения В.Т.Черненко, И.Г.Узлов, А.А.Кугушин, Ю.А.Попов,Ю.Т.Худик, О.Л.Казырский, В.И.Друзин и Н.А.Богданов Институт черной металлургии Западнд;.Сибирскметаллургическйй 1 ав 6(71) ЗаявителиИзобретение относится к термической обработке стали, и частности к термическому упрочнению проката, преимущественно фасонных профилей из малоуглеродистой стали, и может быть использовано на непрерывных прокатных станах.Известен способ изготовления термически упрочненного проката, преимущественно фасонных профилей из малоуглеродистой стали, включающий нагрев заготовки, горячую прокатку, порезку на мерные длины и прерванную закалку в потоке охладителя со . скоростью охлаждения свыше 1000 С/соНедостаток способа заключается в том, что прокат характеризуется значительной неоднородностью структуры и неравномерностью прочностных, пластических и вязких свойств по, сечению профиля, обусловленных существенной разницей скоростей охлаждения в поверхностных и глубинных слоях и слабой прокаливаемостью малоуглеродистой стали, и пониженной корроэионной стойкостью. Наличие структурной неоднородности по сечению проката обуелавливает понижен" ную пластичность и вязкость стали. Кроме того, в процессе закалкипроката после порезки на мерныедлины, транспортирование которых порольгангам произвсдят с ускорением,имеет место неравномерность свойствпо длине проката,Цель изобретения в одновременнувеличение прочности, пластичностии вязкости за счет повышения однородности структуры по сечению проката.Поставленная цель достигается тем,что прокат по выходу из последнейчистовой клети охлаждают до среднемассовой температуры 880-740 С,15 а после порезки мерные длины охлаждают до 700-350 С.Предлагаемый способ осуществляют. следующим образом.Заготовку нагревают, подвергают20 горячей прокатке, затем непосредственно по выходу иэ последней клетипрокат охлаждают в потоке воды соскоростью свьвэе 1000 оС/с до суед .немассовой температуры 880-740 С,25 производят порезку проката летучимножницами на мерные длины, а далеемерные. длины охлаждают до 700-350 С.Поскольку фасонные профили проката производят преимущественно из30 малоуглеродистой стали, в основномобыкновенного качества, с содержанием углерода 0,14-0,22, характеризующейся слабой закаливаемостью,необходимым условием, обеспечивающимкачественное повышение уровня иравномерность механических свойствпо ширине и длине проката при термической обработке 1 является высокая скоость охлаждения при закалке. Однако из-эа слабой прокаливаемости такихмарок стали высокие скорости охлажде- ония при закалке обуславливают наличие структурной. неоднородности по сечению проката и при ординарной термической обработке (прерванной закалке,приводят к значительному снижениюпластичности и вязкости стали, чтоограничивает применение такого проката фасонных профилей в качествеконструкционного материала.Регламентирование среднемассовойтемпературы проката при охлаждении 20по выходу их последней клети станадо 880-740 С обусловлено следующим.Понижение среднемассовой температурыпроката ниже 740 С приводит к образованию в поверхностных слоях массивной зоны структур отпуска мартенсита и продуктов промежуточного превращения аустенита, имеющих при этойтемпературе самоотпуска явно выраженный игольчатый характер и обладающих низкой пластичностью и вязкостью.Кроме того, пореэка проката фасонныхпрофилей при температуре ниже 740 Сзатруднена, качество реза неудовлетворительное, имеет место нарушение 35геометрии проката в местах реза, чтозатрудняет правку и последующую порезку проката. При среднемассовойтемпературе проката выше 880 ОС, изэа значительного. запаса тепла в цен"тральной части и малой глубины поверхностного переохлаждаемого слояпроисходит отогрев и полная аустенитизация поверхностных слоев и последующееохлаждение в мерных длинахвновь приводит к структурной неоднородности по сечению проката. При .охлаждении проката до 880"740 С переохлаждению до температур мартенситного превращения подвергается тонкий поверхностный слой, по.оконча Онии охлаждения происходит выравнивание температуры по сечению проката и частичная аустенитизация поверхностного слоя. Порезка прокаталетучими ножницами.на мерные длиныпроходит устойчиво, качестворезаудовлетворительное. Далее мерныедлины проката, микроструктура поверхностного слоя которого при 880740 ОС представляет собой участкиструктурносвободного Феррита, перлита и аустенита,. охлаждают до700-350 фС. При оХлаждении аустенитповерхностных слоев претерпевает превращение по анормальному механизму,происходит образование зернистого 65 цементита,В глубинных слоях проката 1превращение аустенита происходит с выделением структурно-свободного феррита и псевдозвтектоида. Микроструктура по сечению проката практически однородна,термически упрочненная сталь обладает высокой прочностью, пластичностью и вязкостью,Диапазон температур окончательного охлаждения 700-350 ОС определяется необходимостью получения требуемого класса прочности и маркой .стали. Кроме того, наличие поверхностного слоя с более равновесной структурой способствует повышению корроэионной стойкости, а уменьшение протяженности охлаждающих устройств эа летучими ножницами позволяет повысить равномерность свойств по длине проката.П р и м е р . Прокатку уголка 125 х 125 х 8 мм ведут иэ стали марки СтЗпс. После нагрева заготовки, горячей прокатки в линии стана прокат углового профиля по выходу из последней клети охлаждают до среднемассо- вой температуры 840-860 С, через 0,8 с после окончания охлаждения производят порезку проката летучими ножницами на мерные длины, затем охлаждают мерные длины до среднемассовой температуры 600-620 ОС, Пореэка охлажденных до 840-860 ОС проката угловых профилей на летучих ножницах проходит устойчиво, качество реза удовлетворительное, После такой обработки поверхностный слой глубиной до 0,3 мм имеет феррито-перлитную структуру с выделениями глббулярного цементита, центральные участки - структурно свободный феррит и псевдоэвтектоид. Стальтермически упрочнениого по такому, режиму проката, характеризуется следующими свойствами предел текучести 42,0 кгс/мм, временное сопротивление разрыву 53,0 кга/ммотносительные удлинение и сужение 33 и 70, соответственно, ударная вязкость при -70 С составляла 12,0 кгс/см . Разброс прочностных2.свойств по длине раскатов термически упрочненного углового профиля не превышает 5,0 кгс/ммИсвольэонание предлагаемого способа изготовления термически упрочненного проката обеспечивает по сравнению с известным способом следующие технико-экономические преимущества повышение однородности структуры, по сечению прокатачто позволит получать термически упрочненную сталь с высокой прочностью, пластичностью и вязкостью,и использовать термически упрочненный прокат фасонных профилей в металлических конструкциях; возможность органиэации термического упрочнения фасонного проката в потОке непрерывных станов беэ снижения их производительности с устойчивой пореэкой раскатов на летучих нож829688 формула изобретения Составитель В.ВелофастовРедактор А.Долинич Техред,С. Мигунова .ШШШШ ШШ ВШШЮВ В ЮйеыееаЗаказ 2645/7 Тираж 618ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская ыаб., д. 4/5 Корректор,М.Коста Подписное филиал ППП фПатектф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 ницах и удовлетворительным качествомреза 1 экономический эффект в народном хозяйстве от применения термически упрочненного фасонного прокатапри производстве 100 тыс, т в годсоставит около 1 млн. руб. Способ изготовления термически упрочненного проката преимуществен- . но фасонных профилей из малоуглеродистой стали, включаюший нагрев заготовки, гррячую прокатку, порезку на . мерные длины и прерванную закалку впотоке охладителя со скоростью охлаждения свыше 1000 ОС/с,о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью одновремейного увеличения прочности, пластичности и вязкости эа счет повышения.однородности структуры по сечению, прокат по выходу из последнейклети охлаждают до среднемассовой температуры 880-740 оС, а после порезкимерные длины охлаждают до 700-350 фС,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 635144, кл, С 21 О 1/02, 1977