Способ термической обработки стали

САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ ТОРСНОМУ Сви о-металлур И.Носоваургический ролов,кина, Г.Г.ЛеС.Малкиель,гов ельство СССР1/26,СТАЛИ(57)ческ относится к термиматериалов и может бретени бработ й 4 ь РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Магнитогорский горнгический институт им. Г.и Магнитогорский металлкомбинат им. В.И.Ленина(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТ быть использовано в черной металлургии при производстве холоднокатаного тонкого листа из малоуглеродистой стали, Цель изобретения - повышение пластичности при штамповке путем улучшения кристаллографической текстуры стали. Сущность изобретения , заключается в том, что в известном способе термической обработке листа, включающем нагрев, выдержку и охлаждение, нагрев осуществляют до температуры Т = А + В Ь+ С Ь, где А,В и С - коэффициенты пропорциональности; Ь- временное сопротивление разрыву стали перед нагревом, причем для сталей, имеющих Ь= 380 - 580 МПа, Ж коэффициенты пропорциональности выби- ру рают А = 1032,1 С; В = -21,1 фС/МПа, %ФУ С = 0,32 С (МПа), а для сталей, име- ( ющих Ь= 581-880 МПа, эти коэффициенты соответственно выбирают А = = 560 10 С В = 7 7 С/МПа и СИзобретение относится к термичес - кой обработке материалов и может быть использовано в черной металлургии при производстве холоднокатаного тон кого листа иэ малоуглеродистой стали.Цель изобретения - повьпдение пластичности при штамповке путем улучшения кристаллографической текстуры стали,Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу отжига холоднокатаной малоуглеродистой стали, включающему определение перед нагревом исходного временного солротив ления разрыву, нагрев, выдержку и последующее охлаждение, нагрев ведутдо температуры выше начала рекристяллиза. - ции Т, С), которую определяют по математическим зивисимостям 20 Т = 1032,1 - 21,1 ь+ О,ЗМ+ 10 - для стали, имеющей исходное временное сопротивление разрыву 38058 ОМПа,Т = 560,1 + 7,7 А - 0,036"+ 10 - 5 для стали, имеющей исходное временное сопротивление разрыву 581-850 МПа, где Ьп - исходное временное сопротивлениеразрыву стали перед нагревом,.1 чщя, 1 0-11032, 1 и 560, 1 - коэффициенты, С,21,1 и 7,7 - коэффициентыС/МПаО, 32 и О, ОЗ - коэффициенты,С/(Мла).Приведенные коэффициенты в математической зависимости и допускаемое отклонение от расчетной температуры 10о, в пределах, не превьппающих 10в сторону ее увеличения и уменьшения, получены экспериментальным путем рри обработке опытных статистических данных. ,г,Холоднокатаная мяпоуглеродистая сталь марки 08 Ю или 08 кп, используеаяр например р при производстве теня вых масок кинескопов цветного телевидения, применяется с очень широким диапазоном значений исходного временного сопротивления разрыву стали 380-880 МПа. Так, при производстве теневых щелевых масок применяется стальная полося с исходным временным сопротивлением разрыву 380-580 МПя,а при производстве теневых масок с круглыми отверстиями (маски дельта-структуры) - 581 в 8 МПа. Для каждого зна чения исходного временного сопротивления необходима своя оптимальная температура отжига теневых масок, Превышение температуры нагрева до величины большей, чем допускает полученная формула, приводит к повышенному короблению масок, их сцеплению одна с другой и браку го дефекту "Неравномерная прозрачность" масок припоследующей правке и штамповке.Бысокая температура приводит к ростуколоний цементита, который повышаетвероятность образования порывов приштамповке масок. Снижение температурынагрева до величины меньшей, чем допускает формула, приводит к браку по дефекту "Линии скольжения" при последующей правке и штамповке теневых масок, В этом случае в отожженной стали получают неблагоприятные соотношения кристаллографичес,"их ориентировок Р о.,и Р 1 п) которые определяют способность металла кштамповке. В изобретении проведение отжига холоднокатаной малоуглеродистой стали при температурах выше начала ре -кристаллизации (700-1050 С) по укаОзянной фоомуле позволяет получать отожженный металл без площадки текучести на диаграмме "Напряжение-деформация". Это позволит избежать операцию "Дрессировка" и предотвратить образозание дефекта "Линии скольжения" на операции "Штамповка". Штамповка стали без предварительной операции Дрессировка" очень важна особенно при производстве теневых щелевых масок. Дрессировка масок даже с неболыпкм обжатием вызывает образование морщин, неравномерную деформацию отверстий и перемычек, из-за чего маски бракуются до дефекту "Неравномерная прозрачность".От холоднокатаной малсуглеродистой полосовой стали марки 08 Ю или 08 кп шириной 565 мм и толщинойО, 15 мм отрезают поперечные образцы размером ЗООх 20 х 0,15 мм и определяют временное сопротивление разрыву. Затем из стальной полосы методом фототравления изготавливают теневые маски, т.е. планшеты размером 500 ххАОО мм с сетью многочисленных вытравленных отверстий. Для стальной полосы, имеющей исходное временное сопротивление разрыву 380-580 МПа, вытравливают теневые маски с щелевы.144617 ми отверстиями, а прн значениях исходного временного сопротивления разрыву, равных 581-850 ИПа, вытравливают теневые маски с круглыми отвер 5 стиями (маски дельта-структуры),Изготовленные маски сортируют в партии с одинаковым исходным временным сопро. тивлением разрыву. От каждой партии маски набирают в пакеты по пять штук 1 О в каждом и устанавливают на сетчатый конвейер непрерывной проходной печи. С учетом исходного временного сопротивления разрыву стальной полосы для каждой партии по полученной формуле 15 определяют требуемую температуру нагрева и выдержки теневых масок. Пакеты теневых масок нагревают до определенной по формуле температуры с учетом допускаемых формулой отклос нений в пределах не более 10 С по всему объему пакета теневых масок.После нагрева до заданной температуры пакеты масок выдерживают в течение 10 мин, охлаждают до 20-40 С, 25 отделяют маски одна от другой, подвергают правке в роликоправильной машины и штамповке (сферизации - формовке по сфере экрана кинескопа цветного телевизора). Затем маски контро лируют и определяют процент брака и выход годного после операции "Штамповка".Результаты испытаний стали для теневых масок, обработанной известным и предлагаемым способами, даны в таблице. В проведенных экспериментах параллельно с масками в пакетах отжигались образцы, вырезанные их холоднокатаной полосы размером 300 х 20 х хО, 15 мм и 20 х 20 хО, 15 мм с целью определения длины площадки текучески на диаграмме "Напряжение - деформация" и кристаллографической текстуры стали, отожженной по полученной фор - 45 муле.Способность к штамповке стали для теневых масок оценивают по отношению интенсивности благоприятной для штамповки кристаллографической ориентиров.5 О ки Р к неблагоприятной Р по длине площадки текучести на диаграмме "Напряжение - деформация", а также по величине выхода годного и количеству брака по операции "Штамповка".э 5Как видно из таблицы, при термической обработке холоднокатаной малоуглеродистой стали в условиях нагрева и выдержки при температурах,определенных по математической зависимости, выход годного при последующей штамповке максимален (88-927), а количество брака (опыты 2,5,7 н 10) минимально (8-122). В данных опытах наблюдается максимальное соотношение интенсивности кристаллографических орнектировок Р 1 Р 1 1(18-20) и отсутствует площадка текучести на дн. аграмме "Напряжение - деформация". В случае выхода температуры нагрева и выдержки теневых масок за верхний (опыты 1,6 и 9) либо за нижний (опыты 3,4 и 8) допускаемый по математической зависимости предел при последующей штамповке получается позьппенное количество брака либо по дефекту "Неравномерная прозрачность", либо по дефекту "Ликии скольжения" из-эа образования площадки текучести (9-117) на диаграмме "Напряжение - деформация". В этом случае наблюдается невысокое соотношение РР) (7-12), а выход годного при штамповке резко снижается до 66-697.П р и м е р 1 (опыт 2), От холоднокатаной малоуглеродистой полосовой стали марки 0810 шириной 565 мм и толщиной О, 15 мм отрезают поперечные образцы размером 300 х 20 х 0,15 мм и определяют временное сопротивление разрыву на разрьвной машине, составляющее 380 Г 1 Па. Из стальной полосы методом фототравления изготавливают теневые щелевые маски в количестве 2050 шт, Г 1 аски данной партии сортируют в пакеты по пять масок в кажддм, которые устанавливают на сетчатьп 3 конвейер непрерывной проходной горизоктальной печи с электрическим обогревом и с защитной атмосферой. По формуле определяют требуемую температу - ру нагрева и выдержки теневых масок Т= 1032, 1-21, 1.380, 10 +0,32(380. 10 )==69210( С),Вместе с масками на конвейер печиукладьвают образцы размером 300 х 20 ххО, 15 и 20 х 20 хО, 15 мм, вырезанные отстальной полосы той же партии с цельюопределения длины площадки текучестина диаграмме "Напряжение-деформация"и соотношения интенсивностей кристаллографических ориентировок(Р(уР ,). Пакеты с масками и образцы нагревают до температуры 695 С,выдерживают в течение 10 мик, охлаждают до температуры 30 С со скорос г 4461тью (30 )/мик. Отделяют маски одкя ат другой, подвергают их лрянке н роликоправилькой машине и штямпаьке, На отожженных образцах. Определяют кристяллографическую текстуру и длину площадки текучести. В данком чучае соотношение интенсивности кристаллографических ариентиронок Р 1/Р( 1 составляет г 8 на диаграм-. меНапряжекие - деформация" отсутствуют плащадк-. текучести, я выход годного при штамповке равен 887П р и м е р 2 (апьг 5),. От холоднокатаной малауглерадистай голосовой стали марки 08 гО выриной 565 мм и толщиной 0,15 мм отрезают поперечные образцы размером Зоох 20 х 015 мм и определяют временное сопротивление разрыву, которое составляет 480 ггПЯ. Из стальной пОлОсы изготанлинЯют теневые щелевые маски в количестве1050 шт которые сортируют н пакетыпо .пять масок в кякдом и устанавливают на конвейер непрерывной проходбной печи, По математической зависимОсти Определяют требуемую темперач,уру кягрюня гл ны тлйп тягл РРкень 1 сг ня -сок:Т=1032 1-21,. 1"480 10 "гьо 32(480 10 ")в : ;О 757+10( СВместе с масками кя конвейер печи укладывают образцы размером ЗООх 20 х хО 15 и 20 х 20 хо 15 мм гля ачределе 35 ния кристаллографической текстуры и длины площадки текучести, Пакеты с масками и образцы нагревают до 755 С, выдерживают 10 мин, охлажцают дс ЗО Соса скоростью ЗОминтделяют мяс ки одна от другой, подвергают их правке в роликоправильнай машине и штамповке. Спределяют кристяллогряфическую текстуру идлик- площадки текучести, В данном случае соотношение интенсивности кристяллогряфическглх ориектировок Ргк,р Р г 1 состанляет гч. на диаграмме "Няпря".Якие - деформяпия" отсутствует площадка текучести,. а выход годного при штамповке ранен 897. ноднокатанай мялоуглеродистой паласовой стали марки 08 кп шириной 565 ггм и тол щиной 0,15 мм отрезают поперечные образцы размером ЗООх 20 хО,г 5 мм и определяют исходное временное сопротив-. ление разрыву, като.:ае составляет 880 МПЯ, Из стальной гголосы изготавливают теневые маски дельта-структу 76 ьры н количестве 1000 шт, которые сортируют н пакеты по пять масок в каждом и устанавливают на конвейер непрерывной проходной печи. По математической зависимости определяют требуемую температуру нагрева и выдержки теневых масокТ=560, 1+7,7-0,036 ь=560,1+7, 7 880 ххг ОО,ОЗ(88 О 1 О-) = г ОО 5-10(С).Пакеты с масками нагревают до1005 С, выдерживают 10 мин, охлаждают до ЗО С со скоростью 30 /мин,отделяют маски одного от другой,подвергают их правке в роликоправильноймашине и штамповке, Выход годного приштамповке составляет 903.Таким образом, экспериментальнодоказано, что при использовании предложенного способа обеспечивается высокое соотношение интенсивности кристяллографических ориентировок Р,)/Р)и тем самым повьппается способность кштамповке отожженной недрессированной мялоуглеродистой стали.Предлагаемый способ позволяет получать отажкенную мялоуглеродистуюсталь с улучшенной кристяллографической текстурой, благодаря чему резколовьппается способность к штамповке.Проведение отжига холоднокатаной малауглеродистой стали при температурах ньпве начала рекристаллизации взависимости от исходного временного;сопротивления разрыву, определяемыхпо экспериментально установленнойматематической формуле, позволяетполучать отожженный металл без площадки текучести на диаграмме "Напряжение-деформация".Это позволит избежать операцию "Дрессировка", предотвратить образование дефекта "Линии скольжения" на операции "Штамповка" и резко повысить способностьметалла к штамповке,По сравнению с известным способам исключаются случаи повьппенногобрака при штамповке изделий из отжигяемой стали, что позволяет получатьмаксимальный выход годного.Формула изобретенияСпособ термической обработки стали, преимущественно холоднокатаной малоуглеродистой включающий нагрев да заданной температуры, выдержку при этой температуре и охлаждение,1446176 Количество масок в партии Марка стали Опыт сходноеременип теевойаски ное со ротивл ие раз оптималь -маль максимал ная ная рыв 692 1 0 70 2 692 08 Ю 380 682 3 0 170 38 747 75 80 08 Ю 480 10 74 76 200 6 0 96 06 1800 8 Ю Дельтаструктура 16 90 8 08 ельтатрукура 95 10 00 08 кп же 1005 80 10 08 650 Известный спос 1 08 И 2 08 Ю 3 08 к 1 Челевая 10 50 780 Дельта- структу- ра 0 Тож 08 к о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения пластичности при штамповке путем улучшения кристаллографической текстуры стали нагрев провоУ5 дят до температуры Т:А +В,+СЬ где А,В и С - коэФФициенты пропорциональности, зависящие от временного со 80 Щелевая 12 противления разрывустали ( ) перед нагревом и при р= 380-580 МПа они соответственно составляют 1032,1 ф С21,1 С/ИПа и 0,32 С/ИПа,а при-- 581-880 ИПаони составляют560,1 С; 7,С/Ипаи -0,03 С/МПа Температура, определяемая по Формуле, С1 О,Продолжение таблицы Брак при штамповке теневых масок по дефектам, 7. СоотношеДлина площадки текучести ктическая ние интенсивн сти кри мперату- нагреи вы"Разрывы Пинии-40 13 0 0 2 4 410 ель А.Кул Кравчук Сос Хех орректор. В.Бутяга аказ б 717/31 ВНИИПИ13035 осударственногоам изобретенийсква, Ж, Рауш ород, ул, Проектная, 4 г риятие,онзводственно-полиграфичес Редактор А.Козориз таллогр афических ориа итти ровок1 иво) на циаграмме "Напряжениедеформация Е Подписиомитета СССРоткрытий,кая наб., д, 4/5 Выходгодногоприштамповке