Способ изотермического отжига проката

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ль ва,аСССР ОТОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Украинский ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследотельский институт металлов(56) 1. Авторское свидетельствоФ 492560, кл. С 2 1 0 1/26, 1973.2. Авторское свидетельство ССУ 344004, кл, С 21 0 1/32, 1970(54)(5) СПОСОБ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГОЖИГА ПРОКАТА, включающий нагревдо температур аустенизации вышевыдержку, охлаждение до температниже Ас, изотермическую выдержку(50 С 21 Р 1/26 // С 21 Р 1/32 завершения перлитного превращения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества прокатадля чистовой вырубки при термообработке в садочных печах, нагрев иохлаждение проводят циклически с последовательным понижением температурыот максимальной (Ас+дТ) - (Ас+дТ+Ю )в первом цикле до температуры аустениэации Ас - (Ас+ Ь Т) в последнемцикле, причем количество циклов и опаТределяют иэ условия и) -гдедТйТ- перепад температур по садке впервом цикле, й Т - интервал отжигаемости, а изотермическую выдержкудо завершения перлитного превращения проводят перед последующим нагревом в каждом цикле, 1 0 8 .:, т 12 01 т 1 Изобретение относится к термической обработке металлов и предназначено для использования при умягчающей сфероидизирующей обработке проката для чистовой вырубки в камер;:ь 1 х и колпаковых печах.Известен способ изотермичгского отжига быстрорежущей стали включающий нагрев до температуры аустенпзации, выдержку, охлаждение., изстер и" ЧЕСКУЮ ВЬДЕРЖКУ ПРИ ТЕМПЕПЯТУРЕ ПЕР литного превращения и окончательное охлаждение, причем длительность выдержки при температуре перлитногопревращения превышает длительностьвыдержки при аустенизации в 1.41,8 раза .13.ОДИаКО ПРИ ОСУЩ СтВ 1 тЕНИИ ЭТО.сспособа в камерной или ко 511 тат(отойпечи в значительной части садки не,достигася требуемые прочность иструктура ввиду значительногс перепада температур по сечению садки.,Максимальный перепад температур от МЕЧаЕтСя, КаК ПраВИЛО, ПО ВЬСОТЕ Са.т"ки и он может составить 100-1550 ОС.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетс 5.способ термической обрабс тки г.". Ягьсостоящий в нагреве тали,о леь: -иратуры отпуска, равной Ас.- 525-50 т.;И ВЬДЕРЖКЕ В ТЕЧЕНИЕ 1-Л т, Даптной"шем нагреве до темтературьт,тс+,.10-.-150 С) изстерьттттте" кой "ы-, -;кд,т.лаждении2 ,Нецостатком этого способа в случаОреализации его в колпаковых и кямер-.НЫХ ПЕЧЯХ ЯВЛЯЕ тт" 5 31 ЯЧ 11 ТЕЛЬ НЬтй ратброс свойств металла по сбтъе 1 гки, вызванный фактически различными режимами обработки. ПопыткаШИТЬ ПЕРЕПаД тЕМПЕРатУР ПО СЕ 1 ЕН 11 Ссадки путем уменьтпени 51 ее размереприводит к резкому снижению прсиз. в :.сдительности печей, прежтте всего зясчет увеличения затрат времени нанагрев и Охлаждение сад(15":":. зтообусловлено тем, что все .ао ки нагреваются только один раз., ч гспри наличии неизбежногс перепадатемператур пр 11 водит к а(тстент 5 за цт 11РаЗНЫХ ЧаСтЕй СаДКИ ПРИ РЯЗЛИЧ 11 т:Хтемпературах,Цель изобретения - потзышение качества проката для чистовой вырубк:тпри термообработке г садочнь 1 х печах,Нпс,аленная цель достигается тем что согласно способу изотерми Ч.СКО 1.т ОтжИГЯ ПРОКата, ВКЛЮЧаЮЩЕМУ1нагрев до температур аустенизациивыше Асвыдержку, охлаждение дотс;Ператур ниже Ас, изотермическуювылержку до завершения перлитного гревращения, нагрев и охлаждение проката проводят циклически с последо"ятельным понижением температуры от максимальной (Ас,+йТ ) - (Ас +1+дТ + Д .,) -. первом цикле до температуры яустенизации Ас. - (Ас +йТ) в последнем цикле, причем количество циклов 11 определяют из условияйТ 1и 1 - .=, где 5 Т - перепад температурВТпс садко в первом ц 1 п(ле, ЛТ - интерал отжигаемо:ти, а изотермическую выержку дс завершения перлитного 1;р: врякения проводят перед последую - к 11 м нагревом в каждом .цикле.Таким обттазом, при достижении ма(симальной температуры нагрева СЬ 15 тКИ Б:ЕРВСМ тникт 1 Е СЯМЯЯ ХОЛОДНЯЯ - :ят ть садки нахоит я в температур; ст( интервале аустенизации, позволяют;и Ить требуемую стрУктУРУ и 11 1 пт От ьНЯ 1 рел в 1 Оследч 1 т 5 щих цикгях дсботее : - 1 зких температур не можетпрвестк образованию в вышеуказан -то.;: части СЯДКИ пт 1 астинчатого перлитт птт"-ь 11 С 11 ию прочности.Самая горячая часть садки В первом т,т(ле приобретает требуемую темперав :;15,. Яустенизяции в последнем цикле, т ГО:тттэттсаЯЕТ СОХРЯНИтЬ В ОСтаЛЬНЫХ час-.ях садки структуру сфероидизиролацього цементита образованную после .".Репке".Тттующих:Фгревов при этом".СЛ 11 ЕСтВС ЦИКЛСВ (П), ОПРЕДЕЛЯЕйТ.Е т;ЯК т 11 ГДЕ РТ - ПЕРЕПаДДТт:.:. -врат р на садке в пергсм цикле, ,т - :-.Птервал стжигаемости, обеспечигас т,сз тсжпссть по крайней мере од.Ок: а;ного 1:агреьа любой части садки ло . зь 11 ературь 1 отжиг; и состпетственсгу 1.Ние сферсид 11 з 5 Рованной струк г у;. " о :, сем объеме садки..бьтдсс 1(ка при температуре ниже АСу нгр вами до завершения перлитттс(с Пт ЕОЯЩЕНИЯ ИСКПЮЧЯЕТ ВОЗМсжно т сот(ранения аустенита, образо -10860вавшегося при предыдущем нагреве,в ходе очередного нагрева до температуры Ас. Сохранение устойчивого аустенита, образовавшегося при нагреведо температур, превышающих Ас +дТ 51приводит к образованию при охлаждении пластинчатого перлита.Максимальная температура нагревасадки, достигаемая при первом нагреве, составляет (Ас+ДТ) - (Ас + 10фДТ+ДТ). Ограничение температуры нагрева садки обеспечивает уменьшениеокалинообразования, обезуглероживания и снижает требуемое для полнойсфероидизации количество нагревов, 15а также предотвращает рост зерна.Изобретение может быть использовано в любой садочной печи периоди -ческого действия, например колпаковой или камерной. Осуществление 20нагревов и охлаждений согласно предлагаемому способу производится путемизменения температуры рабочего пространства печи,Выбор граничных параметров температуры отжига обусловлен тем, чтопри нагреве ниже температуры Ас непроисходит образования аустенита,а при нагреве выше Ас +дТ однородность и устойчивость аустенита павы- З 0шаются в такой степени, что получение сфероидизированной структурыстановится невозможным. Выбор граничных параметров величины снижениятемпературы самой холодной части 35садки при каждом промежуточном нагреве обусловлен прежде всего тем,1 что это снижение не может превьппатьвеличины ДТ, которая для доэвтектоидных сталей, применяемых для чистовой вырубки, при многократных нагревах и охлаждениях составляет 30-35 С.Снижение температуры самой холоднойчасти садки на 30 С и более привоодит к тому, что отдельные части садки оказываются нагретыми при х-омнагреве до температуры выше Ас +дТ1 фа при 1+1 нагреве - до температурыниже Ас т,е. в этих частях садкине может быть получена требуемая 50структура. Уменьшение величины снижения температуры 1 О С) приводитк значительному увеличению количества нагревов и длительности обработки.Выбор минимально возможного количества нагревов из соотношения20дТи),дТи( обусловлен тем, что в случаеф отдельные части садки не будут нагреты до температуры отжига в интервале Ас. -Ас +дТ и в них не будет получена требуемая структура.Выбор максимальной температуры нагрева садки, равной (Ас 1+дТ) (Ас +ДТ+дТ), обусловлен тем, что при перепаде температур по садке,равном д Т, и нагреве самой холодной части садки до предельной температуры отжига Ас 1 +дТ, температура самой горячей части садки составляет Ас +ДТ+ДТ, Дальнейшее повьппение температуры садки приводит кневозможности получить требуемую структуру в самой холодной части садки (из-за перегрева), а в самой горячей части садки происходит совершенно неоправданное окисление и обезуглероживание поверхности проката.Так, например, при отжиге профилей из стали 45 (18 х 24 х 4000 мм) вколпаковую электрическую печь ОКБА загружают 9 т металла тремя пачками. Высота пачки составляет 250-300 мм. В каждую пачку вводят термопару для контроля температуры металла, а в колпаке и стенде печи имеются стационарные термопары. Вследствие того, что снизу нагрев садки на осуществляется (в стенде печи нет нагревателей), самой горячей частью садки являлась верхняя пачка, а самой холодной - ниж" няя, При первом нагреве перепад температур по садке составляет 80 С, что и определяет минимальное количество нагревов (3), вследствие чеГо в процессе отжига печь и всю садку нагревают три раза, причем температура нагрева самой холодной части садки при втором и третьем нагреве уменьшена на 25 и 1 О С соответственно. При третьем нагреве ;самая горячая часть садки(верхняя пачка) нагрета до температуры в интервале Ас., - (Ас. +ДТ)Распределение максимальных температур при нагреве и минимальных температур при охлаждении (температур выдержек) в различных частях садки в процессе отжига представлено в таблице.1086020 Температура,С, слои Среднего Верхне Рабочегпростраства Нагрев Выдерж 83 700 0 7 аг Выдержк 670 0 73 Выдержк 680 64 ойст С целью ср бработанного естному снос а такого же сравнению с протот повышение качестения с еталл Изобретение типом обеспечив ва проката за с ного сопротивле содержания плас стали от 20 до требованиям ТУае и и раб ечи о предл ам, про чет снижения временния на 5-6 кгс/мм итинчатого перлита в57, что удовлетворяет14-1-1535-76. еден талла в той жревом и охлажд ением.ся лишь однократным наПри этих экспетемпература саки ентах зада и сади холоднои При одинарной обработке по режи- щму, состоящему в нагреве до 740-750 С,выдержке 1,5 ч, охлаждении до 690700 С и выдержке при этой температуре в течение 16 ч, общее времяобработки для садки массой 3 т составляет 36 ч, а для садки массой10 т составляет 42 ч.Как показывают данные испытаниймеханических свойств и микроструктуры опытного металла, временное сопротивление металла после одинарнойобработки составляет 54-57 кгс/мм2а в структуре содержится не менее2 ОХ пластинчатого перлита, тогдакак после обработки по предлагаемому способу временное сопротивлениесоставляет 48-52 кгс/мм 2, а в струк туре содержится не более 57 пластинчатого перлита,весто сравнениюмый способ о с Кроме того и предлага лад пов и преимуществами: ле удовачет во изводительности об,08 до 0,16 т/ч за увеличения массы и одинаковых свойснем прия отожност адки н олучен в вляемого шением объема металла на повторную обработк ономическииизобретени аемый удельный ффект от использованияоставляет 40 р,/т, а пром объеме использованияуммарный экономическийоставить 600 тыс. руб,Зкономический эффект сималь зобретения фект может получают э счет использования вм проходных печей более о роликовых шевых колп овых. 25 ВНИИПИ Гасу по делам 3035, МосквТираж 540рственногозобретенийЖ, Рау а Подпита СССРытийаб., д. 4/5 мнт отк Патент ул, Проектная, 4 Филиал ПП ж Составитель Л, ГолубеваРедактор Н. Киштулинец Техред Т,Дубинчак Корректор А. Дзятк