Способ термической обработки толстого листа

(71) Институт черной металлургии(56) Авторское свидетельство СССРМ 1435629, кл. С 21 О 9/46, 1988.Авторское свидетельство СССРМ 1537700, кл. С 21 О 9/46, 1987,Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при термической обработке толстого листа преимущественно из низколегйрованных и низкоуглеродистых сталей,Известен способ термообработки толстого стального листа из низколегированной стали, предусматривающий. нормализацию и ускоренное охлаждение с нормализационного нагрева для стали с низким углеродным эквивалентом.Недостаток этого способа состоит в том, что он не позволяет получить высокие прочностные(ов, с 7 г) и вязкие (КСО) характеристики толстого стального листа.Известен способ термической обработки толстого листа с Сэ = 0,477 - 0,660%, по которому его подвергают нагреву до Ас, + +(30 - 50)С и охлаждению на воздухе в соответствии с углеродным эквивалентом стали;Недостаток этого способа состоит в том, что он позволяет получить высокие вязкие характеристики (КСО) толстого стального(;Ь 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТОЛ СТОГО ЛИСТА(57) Сущность изобретения: листы нагревают до температуры аустенитизации и охлаждают до 500-600 С со скоростью 20 - 60 С/с, а далее - на воздухе до 200-450 С, затем повторно нагревают до температуры аустенитизации и охлаждают до 600 - 660 С со скоростью 10-18 С/с при углеродном эквиваленте стали 0,35 - 0,50%, а при углеродном эквиваленте 0,51-0,65% охлаждают до 670- 720 С со скоростью 2-6 С/с и далее - на воздухе. 2 табл. листа, а также высокий выход годного в связи с низкой скоростью охлаждения.Наиболее близким к предлагаемому по техйической сущности является способ термической обработки толстого листа, включающий первый нагрев до температуры аустенитизации с последующим охлаждением до 500 - 600 С со скоростью 20-60 С/с и далее на воздухе до 200 - 450 С, с этой темйературы ведут нагрев до температуры повторной аустенитизации и производят охлаждение сначала до 600 - 650 С со скоростью 20-50 С/с, затем до 00-550 С со скоростью 7 - 15 С/с и далее на воздухе до нормальной температуры.Однако этот способ, обеспечивая получение высокой прочности (ов, стт ) и вязкости (КСО) листа, не способствует увеличению выхода годного с первого предъявления, Связано это с тем, что при укаэанной обработке не учитывается углеродный эквивалент стали, который в зависимости от химического состава может5 10 15 20 40 45 50 55 колебаться в широких пределах и оказывать значительное влияние на формирование механических свойств и ударной вязкости стали.Целью изобретения является повышение прочности при сохранении вязкости стали и увеличение выхода годного.Предлагаемый споСоб включает первый нагрев до температуры аустенитизации с последующим охлаждением до 500-600 С со скоростью 20-60 С/с идалее на воздухе до 200 - 450 С, повторный нагрев с этой температуры до температуры аустенитизации с последующим охлаждением, при котором охлаждение осуществляют со скоростью 10-18 С/с до температуры 600 - 660 С при углеродном эквиваленте стали Сэ = 0,35- 0,50%, а при углеродном эквиваленте стали Сэ = 0,51-0,65% со скоростью 2 - 6 С до температуры 670-720 С и далее - на воздухе.Охлаждение с первого нагрева от температуры аустенитизации.(например, 900 - 920 С преимущественно с прокатного нагрева) до 500-600 С со скоростью 20 - 60 С/с и далее на воздухе до 200-450 С приводит к образованию мелкодисперсной ферритно-перлитной структуры с небольшим количеством сорбитной структуры. Повышение прочности ( ов, % ) при сохранении вязкости стали и увеличение выхода годного обеспечивается после охлаждения с повторного нагрева со скоростью 10 - 18 С/с до 600 - 660 С при углеродном эквиваленте стали Сэ = 0,35- 0,50%, а при углеродном эквиваленте Сэ = =0,51 - 0,65% со скоростью 2 - 6 С до 670- 720 С благодаря образованию мелкодисперсных ферритно-перлитных структур (балл зерна 10 - 12 ГОСТ 5639 - 82). Дальнейшее охлаждение листов на воздухе до цеховой температуры обеспечивает сохранение достигнутых предшествующей обработкой высоких механических свойств и ударной вязкости толстых листов и обеспечивает высокий выход годного при первичных испытаниях (с первого предъявления).При охлаждении с повторного нагрева толстых листов с углеродным эквивалентом 0,35 - 0,50% со скоростью ниже 10 С/с и выше 660 С образуются грубодисперсные продукты перлитного распада, снижающие пластичность и ударную вязкость стали, а со скоростью выше 18 С/с и ниже 600 С образуются структуры промежуточного превращения и даже мартенсит, снижающие пластичность стали и способствующие наведению высоких остаточных напряжений,При охлаждении с повторного нагрева толстых листов с углеродным эквивалентом 0,51-0,65% со скоростью ниже 2 С/с и выше 720 С образуются грубодисперсные продукты перлитного распада, а при охлаждении со скоростью выше 6 С/с и ниже 670 С .образуются структуры промежуточного превращения с пониженной пластичностью и высокими остаточными напряжениями.Значения углеродных эквивалентов выбраны исходя из предельных значений химического состава нйзкоуглеродистых и низколегированных сталей.Таким образом; предлагаемое техническое решение позволяет повысить прочность при сохранении вяЗкости стали и увеличить выход годного толстых листов из низкоуглеродистых и.низколегированных сталей в широком диапазоне их химического состава.Сравнение известного и предлагаемого способов термической обработки проведено в сопоставимых условиях.Для этого использовали толстые листы 25 размером 25 х 2400 х 9000 мм из низкоуглеродистой СтЗсп и низколегированной стали 12 Г 2 С. Углеродный эквивалент опытного металла колебался в пределах 0,35-0,50% для стали СтЗсп и 0,35 - 0,65% для стали 30 12 Г 2 С.По предлагаемому способу охлаждениелистов производили от температуры аустенитизации 900-920 С с прокатного нагрева водой до температуры конца охлаждения 35 550 С со скоростью 37 С и далее на воздухедо температуры 300 С, затем осуществляли повторный нагрев до 910 - 920 С и производили охлаждение от этой температуры со скоростью 10 - 18 С/сдотемпературы конца охлаждения 600 - 660 С при углеродном эквиваленте стали С, = 0,35-0,50% и со скоростью 2-6 С/с до температуры 670-720 С при углеродном эквиваленте Сэ = 0,51- 0,65% и далее на воздухе.Термообработку другой партии листов из стали СтЗсп с Сэ= 0,35 - 0,50% и 12 Г 2 С с С = 0,35 - 0,65% проводили по известному способу (авт.св. М 1537700). Результаты испытайий опытных листов по предлагаемому и известному способам приведены в виде статистических данных в табл. 1, где х - среднее арифметическое значение исследуемой характеристики выборки (ов, ог, Й,КСО ),сс - среднеквадратичное отклонение, и - величина выборки. Установлено, что термическая обработка по предлагаемому способу обеспечивает повышение прочности т, %) на 15 - 30 Н/мм при сохранении вязкости стали и увеличе1766979 35 55 ние выхода годного до 20% по сравнению с обработкой по известному способу.Кроме того, проводили термическую обработку листов но крайним граничным зна чениям способа.Для стали СтЗсп с Сэ = 0,35%: с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 18 С/с до температуры конца охлаждения 600 С и далее - на воздухе (режим 1); .10с повторного нагрева 910 С охлаждали соскоростью 10 С/сдо температуры концаохлаждения 660 С и далее - на воздухе (режим 2).Для стали СтЗсп с Сэ = 0,50%: 15 с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 18 С/с до температуры конца охлаждения 600 С и далее - на воздухе (режим 3);с повторного нагрева 910 С охлаждали 20 со скоростью 10 С/с до температуры конца охлаждения 660 С и далее - на воздухе (режим 4).Для стали 12 Г 2 С с Сэ = 0,51%:с повторного нагрева 910 С охлаждали 25 со скоростью 6 С/с до температуры конца охлаждения 670 С и далее - на воздухе (режим 5);с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 2 С/с до температуры конца 30 охлаждения 720 С и далее - на воздухе (режим 6).Для стали 12 Г 2 С с Сэ = 0,65%: с повторного нагрева 910 С охлаждали со скоростью 6 С/с до температуры конца охлаждения 670 С и далее - на воздухе (режим 7);с повторного нагрева 910 фС охлаждали со скоростью 2 С/с до температуры конца охлаждения 720 С и далее - на воздухе (режим 8).Результаты испытаний толстых листов, термообработанных по предлагаемому способу при граничных значениях параметров термообработки, приведены в табл. 2. Формула изобретения Способ термической обработки толстого листа, преимущественно из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, включающий первый нагрев до температуры аустенитизации с последующим охлаждением до 500 - 600 С со скоростью 20-60 С/с и далее на воздухе до 200-450 С, повторный нагрев с этой температуры до температуры аустенитйзации с йоследующим охлаждением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода Годного за счет повышения прочности при сохранении вязкости стали, охлаждение после повторного нагрева осуществляют со скоростью 10-18 С/с до 600 - 660 С при углеродном эквиваленте стали Сэ = 0,35-0,50%, а при углеродном эквиваленте Сэ = 0,51 - 0,65% со скоростью 2-6 С/с до 670 - 720 С и далее - на воздухе.1766979 Таблица 1 Статистические результаты испытания листов при термообработке по предлагаемому и известномуспособамСпособ Мехайические свойства Углеродный эквивалент, Сэ,Выходного,Марка стали Ог Н/мм, КСОДж/см 7 в Нlмм73 0,51-0,65 Таблица,2 Результаты испытания термически обработанных по предлагаемому способу листов размером 25 х 2400 х 9000 мм из сталей СтЗсп и 12 Г 2 С при граничных значениях параметровСоставитель В, АтаманенкоТехред М.Моргентал Корректо Редактор лк Заказ 3523 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ),;