Способ термической обработки фасонных профилей проката

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез оветскидСоциалистическихРеспублик и 933736(22) Заявлено 01.12.80 (213006751/22-02с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовано 0706,82, Бюллетень Йо 21 1311 М. Кд.з С 21 0 1/02 С 21 Р 8/00 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий .Дата опубликования описания 07. 06. 82 В.Т.Черненко, В.Т.Худик, Ю.А.ЦоповО.Л.Казырский, Ю.О.Лабецкий, В.И.Друзин,и А.В.Пучиков(54) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЯ ПРОКАТА10 20 25 30 Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано при термической обработке иускоренном охлаждении сложных профилей проката, в частности швеллеров. и балок.,Известен .способ одинарной термической обработки (прерванного охлаждения). сложных Фасонных проФилей,характеризующихся значительной разнотолзМнностью элементов, предусматривЖощий,с целью обеспечения равномернЫх свойств по периметру сечения,дифференцированное охлажцение тонких. и массивных элементов (участков) проката. Для обеспечения этой цели припрерванной закалке проката перед охлаждением всего профиля проводят направленное охлаждение массивных элементов (участков) профиля 11 илипрогрев тонких элементов 21.Однако из"эа невозможности локализации принудительного охлаждениямассивных элементов при их направленном охлаждении имеет место неорганизованный теплосъем с тонких элементов, что не позволяет обеспечить однородность структуры и равномерностьсвойств,по пеоиметру сечения сложных Фасонных профилей. Подогрев же тонких элементов перед прерванным охлаждением всего профиля также не обеспечивает однородность структуры и равномерность свойств по периметру сечения проката из-за повышения скорости охлаждения тонких элементов (участков) с более высокой температуройНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовленияугловых термических упрочненных профилей проката, включающего предварительное ускоренное охлаждение массивных элементов (вершины) с температуры конца прокатки до 750-500 оС, прерванное охлаждение (закалку) всего профиля до 700-950 оС и последующее окончательное охлаждение на воздухе,Известный способ обеспечивает однородность структуры и равномерность свойств такого термически упрочненного проката, как угловые профили (3:1.Однако применениеэтого способа при прерванной закалке сложных фасонных профилей,характеризующийся значительной разнотолщинностью .элементов. например швеллеров и ба 933736лок, не обеспечивает равномерностьмеханических свойств по периметру ихсечения. Это вызвано неорганизованным охлаждением тонкого элемента- стенки профиля, происходящим в процессе предварительного направленногоохлаждения массивных элементов-полок профиля из-за трудности обеспечения только направленного тепло- съема.Цель изобретения - повышение равномерности свойств фасонных проФилей проката,Поставленная цель достигается тем, что перед прерванной закалкой всего профиля производят охлаждение тонких элементов. При этом их охлаждение следует осуществлять со скоО 15 ростью 150-3000 С/с до среднемассовойтемпературы 750-600 С.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.В линии стана горячий раскат Фасон-оного профиля, характеризующегося эна"чительной Разнотолщинностью элементов, например швеллеРа, перед прер ванной закалкой в потоке воды всего профиля подвергают предварительному охлаждению душем или струями воды направленными на стенку швеллера.Охлаждение такого. элемента-стенки швеллера осуществляют со скоростью 150- 3000 С/с до среднемассовой температуры 750-600 оС, При этом из-эа невозможности обеспечения только направленного теплосъема, естественно происходит некоторое снижение температуры полок З 5 швеллера, однако, степень такого неорганизованного охлаждения невелика, что обусловлено повышенной массивностью этих элементов, Так, при закалке швеллера. М 16, толщина полок 40 которого составляет 8,4 мм, а стенки - 5 мм, продолжительность охлаждения стенки, необходимая для снижения температуры от 11000 до 750 С составляет около 0,15 с. За это вре мя снижение температуры полок, вызванное неорганизованным охлаждением, составляет 80 фС. Далее проводят закалку всего проФиля.Если после направленного охлаждения температура стенки превышает 7500 С, то в процессе последующей прерванной закалки, как и при .охлаждении стенки до температуры ниже 600 С в процессе направленного охлаждения, в поверхностных слоях проката имеет место структурное превращение с образованием мартенсита или продуктов промежуточного превращения аустеннта, что приводит к снижению пластичности, вязкости н хладостой кости стали.Ограничение скорости охлаждения тонких сечений сложных Фасонных профилей в пределах 150-ЗОООС/с обусловлено следующим. При скорости ох лаждения тонких элементов фасонным проФилей, изготовленных как правило, нз малоуглероднстой стали, менее 1500 С/с имеет место выделение феррита по границам зерен, что снижает пластичность и вязкость термически обработанной стали. Охлаждение тонких элементоВ со скоростью выше 3000 С/с даже до верхнего интервала температуры (7500 С) приводит к превращению аустенита в наружных слоях стенки профиля по промежуточному механизму, что из-за малой продолжительности последующего самоотпуска также ведет к снижению пластич ности и вязкости стали.П р и м е р. Проверку предлагаемого способа термической обработки фасонного проката проводили на ста" не 450 Западно-Сибирского металлургического завода на швеллере Р 16 иэ стали марки Ст 3 пс провыаленной плавки. В линии стана стенку швеллера направленно охлаждали в спрейерном устройстве до достижения среднемассовой температуры 680-720 С со скоростью 200-250 С/с и далее произво" дили прерванную закалку всего профиля в потоке воды. Иикроструктура по сечению швеллера, подвергнутого термической обработке по предлагаемому способу, однородна. Твердость по периметру сечения швеллера составляет 83-92 НйВ. При охлаждении этого профиля по известному способу в процессе направленного охлаждения полок от 1100 до 750 фС происходит не" организованное охлаждение участков стенки до 200-300 фС. После этого твердость полок составляет 80-85 НВВ, а твердость стенки от 28 до 41 ННС.Использование предлагаемого способа термической обработки сложных фасонных профилей проката по сравнению с известным способом обеспечивает: получение после прерванной закалки однородной микроструктуры и равномерных свойств по периметру сечения фасонного проката, характеризующегося значительной раэнотолщинностью элементов; воэможность организаци в потоке прокатных станов процесса термического упрочнения такого проката с удовлетворительной равномерностью свойств; применение термически упрочненных щвеллеров и балок взамен горячекатанных позволяет уменьшить расход проката в металлоконструкциях на 10-12, что составляет экономию около 10 руб./т. Тогда экономический эффект в народном хозяйстве от применения термически упрочненных швеллеров и балок при объеме производства 100 тыс.т. в год составляет около 1 млн.руб.Формула изобретения1. Способ термйческой обработки фасонных профилей проката преимущест"933736 Составитель А.СекейТехредЕ, Харитончик Корректор В.Вутяга Редактор С.Запесочный Заказ 3866/8 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета (;ССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП ффПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 венно швеллера и балки, включаюший предварительное ускоренное охлаждение отдельных элементов с температуры конца прокатки, последующую прерванную закалку всегопрофиля, и охлаждение на воздухе, о т л и ч а ю щ и Я с я тем, что, с целью повышения равномерности свойств профилей, ускоренному охлаждению подвергают его тонкие элементы.2. Способ по й.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что охлаждение тонких элементов осуШествляют со скоростью 150-300 ОС/с до среднемассовой. температуры 750-600 ОС.и Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 219525, кл. В 21 В 1/08, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР В 736650, кл. С 21 Р 1/02, 1977. 3. Авторское свидетельство СССР В 440426, кл. С 21 О 1/02, 1972.