Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей

ОПИС БРЕТЕНИЯ ИЕ ИЗ свицвтОЪСт ВТОУСНОМ низкие ния кот су.проч Недостаток данпластические го способа - низвойства металла(71) Институт черной металлургии (72) И.,Л.Вакуленко и В.А.Пирогов (53) 621.785.79(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР .Л 1491895, кл, С 21 И 9/52, 1987, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКАТА ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к черной .металлургии, в частности к термической обработке проката, предназначенного для изготовления железобе" тонных конструкций. Цель изобретеИзобретение относится к черной металлургии, в частности к терл 1 и-, ческой обработке проката и изготовлению из него путем -регламентированных последующих холодного волоцения и.отжигов проката с повышенными гфоцностными и пластйческими свойствами (вплоть до ЧП 1-ХЕ классов прочности) .Известен способ, заключающийся в охлаждении со скоростью выше крити . ческой до температуры 700-500 фС, выдержке, охлаждении на воздухе и отжиге при 730-760 фС. С целью повышения прочностных свойств при сохранении пластичности охлаждение до 700- 500 фС начинают через 1,0-1,1 с, а выдвржку осуцествляют .в течение 1 О мин.Недостаток указанного способапрочностные свойства, значеорых соответствуют ЕЕЕ клас-ностиния - повышение пластичности присохранении прочности, Способ изготовления проката из углеродистыхи легированных сталей включает горя"чую прокатку, двухстадийное охлажде.ние, удаление окалины, холодное волочение, отжиг, повторное волочениеи,окончательный. отжиг. При этомсуммарная степень обжатия при волр".чении составляет 36-75 а, обжатиепри первом волочении - 0,6-0,8 отсуммарной степени обжатия, первыйотжиг ведут при. 350-420 фС в течение7-40 мин, а второй отжиг - при 270310 фС в течение 3-20 мин. Известен способ изготовления высокопрочной стальной полосы путем а горячей прокатки высокоуглеродистой стали, содержащей 0,53 углерода.ф Полуцают полосу, которую подвергают регулируемому охлаждению или патенти, рованию, получая структуру сорбита Я или мелкозернистого перлита. Затем .(ф горячекатаную полосу йодвергают хо- Щ лодной .прокатке, получая волокнистую структуру. В процессе холодной прокатки нагревают только кромки полосы до максимально возможной температуры в,диапазоне-950 С, осуществляя частичное патентирование, при котором е кромки снова приобретают структуру сорбита или мелкозернистого перлита а зател 1 продолжают холодную прокатку полосы.з 170 М 8Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемомурезультату является способ, включаю-.щий .горячую прокатку, двухстадийное охлаждение (снацала до 800 900 С, азатем после выдержки - со скоростью выще критической и до температуры 300350 ьС), удаление окалины, холодноедеформирование и отпуск при 350-420 С в 10течение 10-60 мин.Недостаток указанного способа.- низкие пластические свойства металла,так как осуществление пластической деФармэции зд Один пРОхОд приводит к . 15охрупциванию металла, а температурапри отжиге недостаточна для требуемого восстановления деформированнойстали.- Цель изобретения - повышение пластицности при сохранении прочности . Путем создания контролируемой струк"турной неоднородности.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему: 25горячую прокатку, двухстадийное"ох"лаждение со скоростью выше критиче"ской до температуры конца охлажде-:ния ниже АС,1, удаленйе окалины, хо."ладное волочение и отжиг,посЛе от: жига проводят дополнительное холодное волоцение с последующим отжигомпри суммарной степени обжатия приволацении 36-753, а обжатие при пер-вом волочении составляет 0,6"0,8 отсул 1 марной степени обжатия, первыйотжиг ведут при 350-420 С в течейие7"40 мин, а второй отаиг .- при 270"310 С в течение 3-20 мин.Предлагаемый способ осуществляют 4следующим образомПрокат,. наприйер круг, после , горячей прокатки подвергают двухстадийному охлаждению сначала до;300-900 С, а затем после .выдержки1-2 с - со скоростью выше критиче. ской до температуры ниже Ае, но не : .Ниже 350 вС. Далее следует удалениеокалины, холодное волоцение на величину 0,6-0;8 от общего обжатия:получена информация 36-754; и оконча.тельный отжиг при 270-310 С в течение 3-20 мин,55Разделение операции холодного воло.чения промежуточным и окончательнымиотжигами позволяет получить регламенти. 6 Ьрованную неравномерность микроструктуры проката, цто дает возможность в более широком интервале значений менять соотношение между прочностными и пла.стическими характеристиками металла.Так, после ускоренного охлаждения осуществление холодного волочения на величину 0,6-0,8 от общей степени обжатия позволяет получить в поверхностном слое проката вытянутую структу" ру, напоминающую волокнистую, При температуре отжига 350-420 С в течение 7-40 мин Формируется микроструктура, приводящая к повышению примерно в 2-2,5 раза пластичности.Глубина проникновения деформации после первого обжатия на 30-204 ниже по сравнению с известной обработкой. После отжига при температурах 350- 420 фС, но в течение более коротких выдержек по сравнению с известным способом прочностные характеристики. обработанного слоя проката обладают пластичностью в 2-2,5 .раза выше, а прочностью на 15-203 ниже термоупрочйенных внутренних слоев. Обусловлено йриведенйое положение тем,.цтопри от" пуске нагрев: и выдержка при температурах конца ускоренного охлаждения практически не изменяют"; комплекса свойств термоупрочненнопо ме- . талла-Структурные изменения при от-жиге:холоднодеформированного прокатаотмечаются в слое толщиной, равной глу 6 ине распространения деформации.1 аким образом, после первого обжатияи отжига получают структуру, подобную полученной после известной об"работки однако при всех равныхпараметрах толщина поверхностногослоя проката,йесколько меньше, Комплекс свойств несколько выше,. а попластичноси несколько. ниже по сравнению с известнйм способом.С учетом того, что прочностныесвойства проката после первого холод-ного волочения и отжига при 350420 С в течение 7"40 мин ниже, аопластичность выше свойств термоупрочненного металла сердцевины, повторное волочение приводит.к наклепу впервую очередь отожженного слоя металла. Толщина наклепанного слоя приповторном деформировании не менее .цемна половину меньше толщины металла,подвергнутого первому обжатию,Ъ -44Окончательный отжиг при 270-310 Св течение 3-20 мин приводит к Форми170 оо 86рованию в указанном поверхностнол метр 10 мм, ускоренно охлаждают дослое более мелкодисперсной структуры, .420 фС, удаляют окалину, деформируютчем в полученном после первой дефор волочением на 30,61 (диаметр 8,33 мм),мации и последующего отжига 350-420 еС, отжигают при 420 С в течение 20,9 мин,Так как дисперсность структуры .полу- деформируют на диаметр 7 мм (20,М),УОчаемая в поверхностном слое проката, отжигают при 307 С в течение 11 мин,выше дисперсности прол 1 ежуточного слоя Получены следующие свойства; бд,д=е, е, Л(полученного после первой деформации = 1.600.Н/мм , 66 = 1705 Н/л 1 м ;Вб щи отжига) при переходе к сердцевине, 10 - 1 Я 47.то и пластичность значительно превы- П р и м е р 4. Сталь марки 35 ХГС 4шает значения ускоренного слоя, В подвергают горячей прокатке на диа,.Эрезультате получен прокат, обладающий метр 12 мм,.охлаждают до 400 С вслоистой структурой, в котором при течение 40 мин, деформируютйа 7 мм,практически близких уровнях (разница 15 отжигают при 309 фС в течение 19,5 мин.15-203) прочности по слоям пластич- . Получены следуюцие совйства: бо,р.ность по направлению к Сердцевине сни = 1600 Н/мм , 61 = 1730 Н/мл 1 8 ржается в 2-3 раза, Учитывая, что при : 1.5,53," Ч = 49,деформировании металлапервые актыплае П р и м е р 5 Сталь Ст 25 ХГСстическоготеченияэарождаются на по подвергают деФормации при 1110 С наверхности и огромное значение на пла" диаметр 10 мм ускоренному охлаждеУстичность металла в целом оказывает . нию до 350 С. Затеи удаляют .окалинулсостояние его поверхности, прокат, осуществляют холодное деформированиеобработанный .по предлагаел 1 ол:у спосо- на 40, отпуск при 350 фС, удалениебу, обладает повышенной пластичностью 25 .окалины, холодное деформирование наи неизменной прочностью по сравнению 40, отпуск при 350 ОС в течениес известной обработкой. 10 мин, деформацию на 20, отпускПредлагаемый способ. опробован в при 270 , время 4 мин. Свойства;условиях Криворожского металлургиче- бо,д= 1720 Н/лм , 6= 1980 Н/мм ,ского комбината и лабораторной базы . 30 д= 5,14, Ц = 333.Института черной металлургии МЧМ СССР. П р и м е р 6. Сталь Ст 25 ХГС подП р и м е р 1. Сталь марки ЗОХГСА вергают дефорл 1 ации при 1110 С .на диаподвергают горячей. прокатке до диа- метр 1 О мм; охлаждению до 350 С, хометра 1 О мм, ускоренно охлаждают в лодному деформированию на 28. Отпотоке стана до температуры 350 фС, да;З 5: пуск осуцествляют при 300 С. 8 ремялее осуществляют окалины; холодное . отжига 3 мин, деформация 303, отжигволочение на диаметр 8,44 л 1 м (28,8 Ж), 200 , время 3 мин, Рт, = 1700 Н/мм;отжиг при 350 фС в .течение 7 мин, окон-. б Ь = 1789 Нlмл 1, 8= 4,24, Ч 32.чательное волочение на диаметр 8 мм П р и л е р 7. Сталь 5 пс подвер- .(7,24) и отжиг при 270 фС в течение 40 гает горячей прокатке на диаметр.3,5 мин. После обработки предел теку мл, температура конца охлаждениячести равен (б) 1695 Н/мл 1, вре- на второй стадии составляет 400 С,.,Ю.на базе пяти риаметров-(8.) - 9148, 4 400, С в течение 38 мин, деформируютотносительное сужение (Ч) - 371. на 22,73 (до диаметра 5,92 мм), отП р и м е р 2, Сталь марки уОХГСА мигают при 308 фС в течение 18 мин,прркатывают при температуре 1189 С Получены свойства: бое= 1605 Н/ммна диаметр 10 мм, охлаждают до 380%. В = 1739 Н/л 1 м; 8 б= 15,34, Ч-,483,.Далее осуществляют у 4 аление окалины, 50 П р и м е р о. Углеродистую стальхолодное волочение на диаметр 7,84 им Ст 60 подвергают горячей прокатке на(21,6 ф), отжиг при 380 ОС в течение диаметр 10 мм. Температура конца ох 7 мйн, холодное волочение на диаметр лэждения на второй стадии составля. 8 мм(14,М),отжиг при 293 втечение ет 375 С. Далее удаляют окалину, де 3,2 мин, После обработки получены формируют на 27,754 (до диаметраследующие свойства: ба 1690 Н/миф, , 8,5 мм), отжигают при 37 о С в течеЮр = "1870 Н/мм, д = 114; Ф= 39.ь.ние 27 мин, далее деформируют наП р и и е р 3. Сталь марки ЗОХГС 9,253 (до диаметра 7,94 мм), отжига/Фподвергают горячей прокатке на дна- ют при. 288. С в течение 12 мин, Полу.Заказ 405 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТСССР113035, Москва, Ж, Раушская нвб., д. М 5 ееПроизводственно-издательский комбинат "Патент", .г.ужгород, ул.Гагарина, 1.01 чены следующие свойства: ро1625 Н/мм, в=. 17 о 9 Н/ми 4, 3 == 13,53; М = 12,Таким образом, изготавливая про"кат по предлагаемому способу, достигается уровень прочностных свойств,соответствующий знацениям, получае,.мым при обработке по известному способу, а пластичность превышает, вчастности, относительное удлинениена 2-34, а относительное сужение .на 3-4 Ф по сравнению с известным.Предлагаемый способ включает следующие процессы; двухстадийное охлаждение в потоке мелкосортных непрерывных станов с использованием теплапрокатного нагрева, холодное деформирование на волочильных станах метизн 3го производства, и отжИг в проходныхпечах термоотделения метизного производства. 8886 Формула и зобрет ения Способ изготовления проката изуглеродистых и легированных сталей, включающий горячую прокатку, двух стадийное охлаждение, прицем на второй стадии со скоростью больше критической и до температуры ниже Ам, удаление окалины, холодное волочение и отжиг, о т л и,ч а ю щ и й с я тем, цтос целью повышения пластичности при сохранении прочности, по. сле отжига проводят дополнительноехолодное волочение с последующим отжигом, при этом суммарная степень обжатия при волочении .составляет 36- 753, а обжатие при первом волоцении,6-0,8 от суммарной степени обжатия, 20первый отжиг ведут при 350-420 С в течение 7-40 мин, а второй отжигпри 270-310 С в течение 3-20 мин.