CS233388B1 - Způsob stacionárniho žíhání výšeuhlíkových pásových ocelí na měkko - Google Patents

Abstract

Úkolem vynálezu je vyvinout způsob stacionárního žíháni na měkko výšeuhlíkových pásových ocelí za účelem dosažení sferoidizace lamelárních karbidů, a to pásových oceli o kusové hmotnosti od 0,1 do 5 tun v jednosloupcových žihacíoh pecích, o hmotnosti sloupce svitků od 1 do 25 tun, a o chemickém složení v procentech podle hmotnosti uhlík od 0,3 až 1 % a dále jednotlivě nebo v kombinaci až do celkového obsahu 8 % legující prvky a to mangan od 0,1 do 2 %, křemík od 0,02 do 2 %, chrom od 0,02,. do 4 %, nikl od 0,02 do 3 %, molybden od 0,02 do 1 %, vanad od 0,02 do 0,3 %, wolfram i od 0,02 do 2 %, niob od 0,01 do 1 %, í titan od 0,01 do 1 % a zbytek železo a obvyklé příměsi. Po předchozí deformaci pásových ocelí za studená v rozmezí od 0 až 20 % se žíhají v rozmezí teplot 680 až 720 °C s výdrží na této teplotě 10 až 25 hodin a po předchozí deformací za studená nad 20 % v rozmezí teplot 640 až 720 °C s výdrží na této teplotě 5 až 20 hodin.

Description

Vynález se týká způsobu stacionárního žíhání na měkko ocelových pásů ve svitcích z ocelí s obsahem uhlíku od 0,3 do 1,0 % hmotnosti.

Výšeuhlíkové nelegované a nízkolegované oceli, obsahující 0,3 až 1,0 % hmotnosti uhlíku, mají v nežíhaném stavu základní feritickou strukturu s karbidy s převažujícím lamelámím uspořádáním. V tomto stavu jsou tyto oceli tvrdé a křehké a zpravidla před následujícím tvářením za studená nebo po omezeně velké deformaci za studená vyžadují žíhání na měkko, při němž se dosáhne výrazné sferoidizace karbidů do globulámích tvarů, která způsobuje značný pokles pevnostních a vzrůst plastických vlastností ocelí.

Pro sferoidizační žíhání na měkko těchto ocelí se používá několikčzpůsobů. Z nich nej známější je dlouhodobé žíhání svitků stacionárním způsobem, pod teplotou Ac^ žíhaných ocelí, v poklopových, hrncových a podobných žíhacích pecích, přičemž z hlediska dosažení stejnoměrné struktury a mechanických, vlastností po žíhání je výhodné užívat jednosloupcového uspořádání svitků v peci.

Přitom se vsázka pozvolna ohřívá na žíhací teplotu s mnohahodinovou výdrží, za účelem docílení průběhu sferoidizace lameláraích karbidů a vyžíhaná vsázka se velmi pozvolna vychlazuje až do teplot kolem 150°C. Stacionární žíhání svitků těchto ocelí na měkko lze rovněž provádět v průběžných žíhacích pecích s pojízdnou válečkovou nístějí, přičemž hmotnost sloupce svitků dosahuje maximálně několika tun. V menší míře se tyto oceli žíhají na měkko také nad teplotou Ac^ s velmi krátkou dobou výdrží při žíhací teplotě a nezbytným velmi pomalým chlazením žíhané vsázky rychlostí menší než 20°C/h až do teploty minimálně Ar^ žíhané oceli, případně s izotermickou výdrží v průběhu ochlazování mezi teplotami Ar^ až Ar^· Tento způsob žíhání na měkko

233 388 vyžaduje u uvedených ocelí možnost fcychlé regulace teploty žíhané vsázky, nebot neúměrné překročení dxby výdrže při teplotách na Acj. nebo vyšší ochlazovací rychlost z této teploty, způsobují výskyt nežádoucího hrubě lameláraího perlitu ve struktuře žíhaných ocelí a tím celkové zhoršení mechanicko-technologických vlastností, zvláště tvářitelnosti za studená.

Při dlouhodobém stacionárním žíhání výšeuhlíkových pásových ocelí pod teplotou Ac^, dosahuje se sferoidizace lameiárních karbidů a tím změkčení ocelí především účinkem žíhací teploty, jejíž stoupající hodnota směrem k Ac^ sferoidizaČní procea silně urychluje. Výrazného zrychlení sferoidizace karbidů lze rovněž docílit aplikací předchozí deformace za tepla válcovaných pásů za studená před žíháním, přičemž tento účinek roste s velikostí použité celkové deformace za studená. Dalším důležitýnj efektem pro tento proces je doba výdrže vsázky na žíhací teplotě a nakonec i pomalá rychlost náhřevu a ochlazování vsázky na a z žíhací teploty, v efektivním inteřvalu teplot pro sferoidizaci karbidů mezi 660° C až teplotou Ac^žíhané oceli·

Proces sferoidizace karbidů při žíhání na měkko je rovněž ovlivňován chemickým složením žíhané oceli a výchozí disperzí lamelárně uspořádaných, karbidů v základní feritické struktuře·

Neznalost celého komplexu uvedených účinků působících na proces sferoidizace při žíhání výšeuhlíkových ocelí na měkko, mnohdy v praxi způsobuje, žerna jedné straně jsou neúměrně prodlužovány používané žíhací postupy, například velmi pomalým prováděním náhřevu a ochlazováním vyžíhané vsázky nebo příliš dlouhými výdržemi vsázky na žíhací teplotě, což 'snižuje výkony žíhacích agregátů, zvyšuje celkové zpracovací náklady a energetic kou náročnost tohoto tepelného zpracování a snižuje produktivitu práce.

Při použití například nízkých pro sferoidizaci málo 'efektivních žíhacích teplot anebo příliš krátkých dob výdrží, je dosahováno nízkého stupně sferoidizace karbidů ve struktuře, zvýšení pevnostních a snížení plastických vlastností a tím celkového zhoršení technologické tváři telnosti těchto ocelí za studená.

Používání žíhacích teplot při tomto dlouhodobém žíhání v těsné blízkosti Ac-j. žíhané oceli způsobuje při následujícím

- 3 233 388 ochlazování žíhané vsázky výskyt nežádoucího.lamelamiho perlitu ve struktuře.

Uvedené nevýhody-dosud známých způsobů stacionárního žíhání na měkko výšeuhlíkových pásových ocelí se odstraní způsobem podle vynálezu, kde pásová ocel je ve svitcích o kusové hmotnosti 0,1 až 5 tun,v jednosloupových žíhacích pecích o hmotnosti sloupů svitků 1 až 25 tun, a v chemickém složení v procentech hmotnostních uhlík 0,3 až 1,0 %, dále jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci až do celkového obsahu 8 % hmotnostních legující prvky, to je mangan 0,1 až 2,0 %, křemík 0,^υ2 až 2,0 %, chrom 0,02 až 4,0 %, nikl 0,02 až 3,0 %, melybdén 0,02 až 1,0 %, vanad 0,02 až 0,3 %, wolfram 0,02 až 2,0 %, niob 0,01 až 1,0 %,a titan 0,01 až 1,0 %, zbytek železo a obvyklé příměsí,jehož podstata spořívá v tom, že po předchozí deformaci pásových ocelí za studená v rozmezích od 0 až 20 % se žíhají v rozme-zí teplot 680 až 720°C s výdrží na této teplotě 10 až 25 hodin a po předchozí deformaci za studená nad 20 % v rozmezí teplot 640 až 720°C‘s výdrží na této teplotě 5 až 20 hodin.

Výhodou způsobu stacionárního žíhání na měkko výšeuhlíkových pásových ocelí podle vynálezu je to, že využívá kombinace předchozí deformace za studená, teploty a doby žíhání, dále, že zabezpečuje dosažení v praxi vyhovujících mechanických vlastností a tomu odpovídajícího minimálního stupně sferoidizace lamelárních karbidů ve struktuře vyčíhaných uvedených ocelí, a tím optimálního využívání žíhacích agregátů a zvýšení jejich výrobnosti při celkové úspoře zpracovacích nákladů.

Způsob žíhání podle vynálezu je založen na tom, že žíhání umožní získat u uvedených ocelí v na měkko žíhaném stavu pevnosti Rm v rozmezích 400 až 830 MPa a tažnost Α^θ minimálně 12 %, přičemž se docílí minimálně 40 % sferoidizace lamelámích karbidů nebo při celkové· déformaci za studená před žíháním nad 20 % minimálně 50 % sferoidizace lamelárních karbidů ve struktuře₍a to v obou případech bez nutnosti následujícího zpomaleného řízeného vychlazování žíhané vsázky z žíhacích teplot.

Způsob žíhání uvedených ocelí podle vynálezu je založen na zjištěných hodnotách přestupu tepla v objemu žíhané vsázky a znalostech struktury a mechanických vlastností uvedených ocelí v žíhaném stavu podle doporučeného postupu. Aplikace postupu žíhání

- 4 233 388 uvedených ocelí podle vynálezu v praxi znamená racionalizaci pňužívaných žíhacích postupů, především optimalizaci teplot a dob žíhání v návaznosti na velikost použité předchozí celkové deformace za studená bez následujícího velmi pomalého ochlazo* vání žíhané vsázky, Čímž se zkrátí celková doba žíhání vsázky, zvýší se výrobnost žíhacích agregátů, při dosažení struktury a mechanických vlastností po žíhání na měkko, vyhovujících pro následující tváření těchto materiálů za studená.

Pro výrobu za studená válcovaných pásů o konečném rozměru průřezu 1,0 x 200 mm z výšeuhlíkové oceli o chemickém složení s množstvím prvků podle hmotnosti, uhlík 0,69 %, mangan 0,65 %, křemík 0,30 %, fosfor 0^2. síra 0,010 %, zbytek železo a obvyklé příměsí byly použity svitky za tepla válcovaných pásů o rozměru jbrůřezu 2,5 x 210 mm o kusové hmotnosti 1,5 tuny. Tyto po vymoření byly deformovány válcováním za studená 3θ % deformací na mezitlouš^tku 1,75 mm, dále ve svitcích žíhány v jednosloupcových poklopových pecích,o celkové hmotnosti sloupce dvanáct kusů svitků 18 tun, v rozmezí, žíhacích teplot 700 až 720°C.po dobu 10 hodin a po skončení žíhání dále volně ochlazovány do teploty 150°C pod ochranným poklopem. Ve struktuře vyžíhané oceli bylo dosaženo 90 % sferoidizace lamelámích karbidů, pevnosti 5S0 MPa a tažnosti Α^θ 21 %.

Pro výrobu za studená válcovaných pásů o finálním rozměru v průřezu 1,5 x 200 mm, z nízkolegované výšeuhlíkové oceli o chemickém složení s množstvím prvků podle hmotnosti, uhlík 0,75 %» mangan 1,15 %, křemík 0,20 %, fosfor 0,620 %, síra 0,008 %,chrom 0,20 %, nikl 0,25 zbytek železo a obvyklé příměsi, se použilo svitků za tepla válcóvaných pásů s rozměrem průřezu 2,6 χ 210mm, o kusové hmotnosti 1 tuna. Tyto po vymoření se válcovaly za studená na tloušťku 2,5 mm, s 4 % deformací a po této deformaci žíhaly ve svitcích^ednosloupcové poklopové peci,o celkové hmotnos-. ti sloupce 13 kusů svitků 13 tun, v rozmezí' žíhacích teplot 700 až 720°C, s patnáctihodinovou výdrží a dále po ukončení žíhání volně ochlazovaly pod ochranným poklopem do teploty 180°C na vzduchu.

Vyžíhaná ocel měla pevnost 705 MPa a tažnpst Α^θ 19 %, při dosaženém stupni sferoidizace lamelámích karbidů 80 %.Na měkko

- 5 233 388 vyžíhaná ocel byla dále válcována za studená postupnými úběry tloušťky až na konečnou požadovanou tlouštku 1,5 mm, to je s celkovou 40 % deformací za studená a pak rekrystalizačně vyčíhána v rozmezích teplot 680 až 700°C se Čtyřhodinovou výdrží při-této teplotě.

Claims (1)

1. Předmět vynálezu

   233 388

   Způsob stacionárního žíhání výšeuhlíkových pásových ocelí na měkko ve svitcích,o kusové hmotnosti od 0,10 až 5»0 tun, v jednosloupcových žíhacích pecích o hmotnosti sloupce svitků od 1,0 až 25,0 tun _f o chemickém složení a obsahem prvků v procentech hmotnostních uhlík 0,3 až 1,0 % a dále jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci až do celkového obsahu 8 % legující prvky, jako mangan 0,10 až 2,0 %, křemík 0,02 až 2,0 %, chrom 0,02 až 4»0 %, n^kl 0,02 až 3»0 %, molybdén 0,02 až 1,0 %, vanad 0,02 až 0,3 %, wolfram 0,02 až 2,0 %, niob 0,01 až 1,0 %, titan 0, až 1,0 %, zbytek železo a obvykle příměsi, s pevnos tí v rozmezích od 400 až 830 MPa a tažnosti minimálně 12 % v žíhaném stavu, vyznačený tím, že po předchozí deformaci pásových ocelí za studená v rozmezí až 20 % se žíhají v rozmezí teplot 680 až 720°C s výdrží na této teplotě 10 až 25 hodin a pó předchozí deformaci za studená nad 20 % v rozmezí teplot 640 až 720°C s výdrží na této teplotě 5 až 20 hodin.

   Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, Olomouc