Способ нагрева заготовок под прокатку

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8654 А9) ъЖ. 51)5 С САНИЕ БР ЕНИ К АВТО 727/022.900.92. Бюл. М 38нтральный научнй институт чернойБардинаКозлов, А.С. Кожевнитрова, Ю,В.Луканин ивка Японии М 63 - 176О 8/00, 1988.(21) 489 (22) 14,1 (46) 15.1 (71) Це тел ьски им. И.П (72) Н.П Е,А. Быс (56) Зая кл. С 21-исследова- металлургии ков, Г.А.БасовВ.А.федориче42,Изобретение от конкретнее к способ горячую пластическу Известен спосо колегированной стаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЪСТ осится к металлургии, м нагрева металла под ю деформацию.нагрева металла низи, наиболее близкий к существу изобретения, взятыи за прототип,включающий нагрев металла до 1000 -1250 С и прокатку при температуре Агз ивыше, предпочтительно при 900 - 950 С (1). Основным недостатком этого способа является то, что этот способ может быть применен только при производстве листового проката и не может быть распространнен на сортовой, особенно, легированный, так как снижение температуры начала деформации до 900 - 950 С и ниже ведет к резкому росту твердости металла, приводящая к сложности при прокатке сорта, вызванного увеличением давлений на валки и привода клетей непрерывных сортовых станов, снижению производительности процесса и преждевременному разрушению прокатного оборудования. Кроме того отсутствуют регламентированные скорости нагрева металла, что может привести к браку заготовок в период нагрева.(54) СПОСОБ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК ПОД ПРОКАТКУ(57) Сущность изобретения: заготовку сначала нагревают со скоростью 0,5-0,75 С/с до 810-900 С, затем со скоростью 0,15- 0,25 ОС/с до 1200 - 1350 С и выдерживают при данной температуре в течение 20 - 40 мин. После выдержки заготовку охлаждают со скоростью 0,10-0,25 С/с до 100 - 1050 С и выдают на прокат. 2 табл,Целью изобретения является измельчение аустенитного зерна, повышение прочностных свойств, пластичности и ударной вязкости готового сорта, при высокой производительности процесса.Указанная цель достигается тем, что в способе нагрева заготовок под прокатку, включающий нагрев до заданной температуры и последующее охлаждение согласно изобретению, нагрев заготовок перед горячей пластической деформацией ведут сначала до температуры 810 - 900 С со скоростью 0,5 - 0,75 С/с, а далее со скоростью 0,15 - 0,25 С/с до температуры 1200 - 1350 С и выдерживают при этой температуре 20 - 40 мин, а затем производят охлаждение до температуры 1000 в 10 С со скоростью 0,10- 0,25 С/с.Предварительный подогрев со ско- ростью 0,5 - 0,75 С/с до температуры 810 - 900 С диктуется необходимостью получения равномерной аустейитной структуры по всему сечению, что при последующемнагреве до температур 1200 - 1350 С исключает образование термических трещин и обеспечивает условия получения полного растворения карбонитридной фазы и равно 1768654мерной температуры во всем объеме заготовки, устраняются дефекты кристаллического строения металла. Кроме того, нагрев с такой скоростью исключает возможность оплавления металла, Скорость нагрева ниже 0;5 С/с требует дополнительных энергетических затрат и снижает производительность процесса. Температура ниже 810 С исключает возможность получения аустенитной структуры, а скорость нагрева более 0,75 С/с способствует этому, за счет получения неравномерных структур из-за значительного перепада температур по сечению заготовки, что приводит к образованию трещин термического характера. Температура выше 900 С требует увеличения скорости нагрева, что еще более усугубляет опасность трещинообразования, а также создает условия для оплавления металла по ребрам заготовок. Обеспечение прогрева заготовок выше 900 С за счет снижения скорости нагрева - "тормозит" производство и увеличивает затраты на нагрев металла, Скорость нагрева 0,15 - 0,25 С/с до максимально заданной температуры 1200 - 1350 С, с последующей выдержкой 20 - 40 мин, обеспечивает равномерную температуру и полное растворение карбонитридной фазы и других труднодеформируемых включений по сечению заготовки, исключает перепад температур и оплавления металла, При температуре ниже 1200 С такое полное растворение карбонитридной фазы не обеспечивается, что сопровождается ростом давлений на валки клетей и увеличением износа их калибров. При температуре выше 1350 С возникает опасность оплавления металла, резко увеличивается окисление поверхности с появлением сетки разгара, что, в нередких случаях, сопровождается разрушением заготовок в начальной стадии деформации. Скорость нагрева менее 0,15 С/с снижает производительность процесса и ведет к дополнительным расходам топлива, а увеличение ее более 0,25 С/с ведет к перепаду температур по сечению заготовки и возрастанию опасности перегрева и оплавления металла. При выдержке металла после прогрева менее 20 мин не достигается полный прогрев заготовок и тесамым, растворение труднодеформируемых включений, что отрицательно сказывается на производительности процесса и износе прокатного оборудования, Увеличение времени выдержки более 40 мин нецелесообразно из-за снижения производства и увеличения потерь от угара металла. Снижение температуры в конечной стадии со скоростью 0,10 - 0,25 С/с до 1000-1050 С не приводит к выделению упрочняющей фа 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 зы, так как температурная граница ее выделения находится ниже, Это обеспечивает высокую деформируемость металла и производительность процесса, не увеличивает износ валков клетей станов, создает условия получения мелкозернистой структуры и повышения механических свойств готового проката, в связи с тем, что процессы рекристаллизации деформированного аустенита после прокатки приостанавливаются за счет выделения дисперсных частиц по субграницам аустенита, а условия для его последующей рекристаллизации исключаются температурным интервалом конца прокатки готового сорта. При скорости охлаждения менее 0,1 С/с снижается производительность процесса из-за увеличения времени прибывания металла в области высокихтемператур возрастает его угар, Увеличение скорости более 0,25 С/с приводит к переохлаждению поверхности металла ниже заданных температур и выделению, особенно, на ребрах заготовок карбонитридных фаз, что отрицательно сказывается на деформируемости металла и разбросе механических свойств готового проката. Начинает выделятся труднодеформируемая карбонитридная фаза и при снижении температуры охлаждения ниже 1000 С, что, также, приводит к увеличению износа калибров валков станов и повышению их рабочих давлений. Кроме того, требуемые механические свойства достигаются только после дополнительной термообработки, Увеличение температуры конца охлаждения выше указанной границы 1050 С исключает возможность получения мелкозернистой структуры, снижает предел текучести, ударная вязкость, относительное удлинение готового проката и другие специальные свойства.П р и м е р ы. В мартеновском цехе Череповецкого металлургического комбината выбрали плавки валового производства пяти марок сталей 15 ГФ, 25 Г 2 С, 35 ГС, 23 Х 2 Г 2 Т, 22 Х 2 Г 2 С, на которых (от двух одновременно отлитых слитков) из средней части на одном уровне их высоты для исключения ликвации отобрали заготовки 100 х 100 и 150 х 150 мм. Эти заготовки в методических печах сортовых станов "250" и "350", совместно с металлом всей плавки, нагревали по режиму изобретения и по известному способу. Сталь 23 Х 2 Г 2 Т (заготовка 100 х 100 мм) предварительно нагревали до 900 С со скоростью 0,5 С/с, затем до температуры 1350 С со скоростью 0,25 С/с, выдержали при этой температуре 20 мин и охлаждали до 1000 С со скоростью 0,10 С/с, а затем выдали на прокат. Для контроля температур"С/с Наглее ло заданной темпеоьа туры, С Вренянагревав предварительныйпериод,Времявыдермки, мнн Влепя нагре ва до задан ной темпе реняниростьснмяения рату до,о температурьС/с ерауры,атуС 1350 1280 200 1200 1300 1350 1000 1250 1000 1250 1000 1020 1050 0,10 58 0,18 24 0,25 1 О 0,10 25 0,15 30 0,25 14 15,43 14,83 14,66 Предлагаеный 4-67 4-63 2-64 00 х 10лица 2 Относительное удлинеУдарная еязкостьКС 13, Н/мм 2 лриоС ВременноесопротиелениеН/мм 2 мер 7)иаметр, Иа мм стали елцес оал ние 3-4 редлааемый 15 гф2512 С35 гс23 Х 2 Г 222 Х 2 Г 2 680 665 1280 1380 570 65 56 82 78 15 ГФ25 Г 2 С35 гс23 Х 2 Г 2 Т22 Х 2 Г 2 С 75 63 49 72 76 64 13 3 2 15 гф25 Г 2 С35 ГС23 Х 2 Г 2 Т22 Х 2 Г 2 С 5656676551245 32 15 гф 25 гг 64 65 12 12 50 46 66 65 23 х 2 Г 2 т 22 Х 2 Г 2 С нагрева в заготовки 100 х 100 и 150 х 150 мм на глубину 2 - 3 мм, 25 - 37,5 мм и 50 и 75 мм соответственно зачеканили термопары. Заготовки с термопарами загружались в печь вместе с опытными в начале, середине и 5 конце исследуемого пакета.Примеры выполнения изобретения и известного способа приведены в табл. 1, а полученные механические свойства - в табл. 2. 10Прочность и текучесть определяли по ГОСТ 5781 - 82, ударную вязкость по ГОСТ 9454 - 78, а величину зерна по ГОСТ 5639-82.Как видно из полученных данных, предлагаемый способ нагрева заготовок под 15 прокатку в сравнении с известным обеспечивает большее измельчение зерен, более высокую прочность, пластичность, ударную вязкость при высокой производительностипроцесса,Формула изобретения Способ нагрева заготовок под прокатку, преимущественно сортовых, включающий нагрев до заданной температуры и последующее охлаждение, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса и улучшения механических свойств проката за счет измельчения зерна, нагрев ведут сначала со скоростью 0,5- 0,75 С/с до 810-900 С, затем со скоростью 0,15 - 0,25 С/с до 1200 - 1350 С и выдерживают при данной температуре в течение 20 - 40 мин, а последующее охлаждение осуществляют до 1000 - 1050 С со скоростью 0,10 - 0,25 С/с. 505 29 11 98 460 23 10 83490 22 9 65 985 16 13 901250 15 12 95 490 28 11 95 458 22 9-10 78 485 22 8-9 65 980 15 12-13 88 1236 14,5 11-12 85 480 27 10 78 445 22 9 68 475 206 8 59 962 13,8 11-12 88 1236 134 10-11 85 482 27 9-10 72 427 21 8-9 58 459 19,5 8 56 952 13,5 10-11 77 1182 13 1 О 761768654 Щт Марка стали Временноесопротивление,Н/мма Пререлтекучести,Н/ммз Ударная вязкостьКСц, Н/мм приоС Способ Пример Относительное удлине 7 иаметр,мм Величина зерна бал 46 42 62 58 46 40 39 56 54 5 36 8-9 7-8 7 9-10 9 8 7 6-7 8-9 8-9 15 ГФ25 Г 2 С35 ГС23 Х 2 Г 2 Т22 Х 2 Г 2 С 63 53 50 70 66 58 49 47 64 60 18,5 12,5 11,7 26 го 15 ГФг 5 ггс35 ГС23 Х 2 Г 2 Т22 Х 2 Г 2 С 1,б 0,9 15 ГФг23 Х 2 Г 222 Х 2 Г 2 С 23 Известный-7 2116,71310,19 5 3.8 333.372 760 788 4-5 6-7 6"7 30 45 Составитель Н,К Техред М.Морген ловл ектор Л,Л НЦ Редактор Л,Павлова Подписное бретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб 4/5 Тираж енного ком 13035, Мос тета по из ва, Ж, Р гарина, 101 здательский комбинат "Патент", г. У город, ул.Г роизводственноЗаказ 3623 ВНИИПИ Государс 15 ГФ25 ГС35 ГС23 Х 2 Г 2 Т22 Х 2 Г 2 С15 ГФ25 Г 2 С35 ГС23 Х 2 Г 2 Т22 Х 2 Г 2 С15 ГФ25 Г 2 С35 ГС23 Х 2 Г 2 Т22 Х 2 Г 2 С 5526466471167122854563364011201200555ос;