RU1813103C - Способ отжига высокоуглеродистых сталей - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к термообработке проката и высокоуглеродистых сталей, преимущественно к отжигу холоднокатаной ленты в рулонах в одностопных цилиндрических печах. Сущность; нагрев садки из стали У8А ведут до заданной температуры, .выдерживают при этой температуре и регламентированно охлаждают . Температура нагрева устанавливаетс  в зависимости от соотношени  в микроструктуре пластинчатого перлита 1-4 и 5-7 и более баллов, а длительность выдержки определ етс  в зависимости от степени холодной деформации по опытным зависимост м , определ емым на о сновании экспериментальных исследований. 2 ил., 1 табл. (Л С

Description

Изобретение относитс  к термообра- .ботке проката из высокоуглеродистых сталей, преимущественно к отжигу холоднокатаной ленты в рулонах в одностопных цилиндрических печах.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат и повышение качества металла за счет оптимизации температур- но-временных параметров выдержки необходимой дл  образовани  после отжига структуры однородного зернистого перлита .

Определение температуры отжига в зависимости от характера исходной микроструктуры позвол ет получать при отжиге структуру однородного мелкозернистого перлита. Это важно как дл  металла, непосредственно поступающего на чистовую штамповку, так м дл  металла, подвергаемого закалке с отпуском. При этом оптимизируетс  темпрература отжига и сокращаютс  энергозатраты, Врем  выдержки при отжиге , установленное в зависимости от степени холодной деформации данного вида микроструктуры по о.пытной зависимости, позвол ет улучшить качество металла по микроструктуре при минимально необходимых длительности отжига и затратах тепловой энергии.

Исследовани ми установлено, например , что если в структуре стали У8А присутствует не менее 85% пластинчатого перлита 1-46 (оценка по ГОСТ 8233-56), а остальное составл ет пластинчатый перлит 5-76, то в зависимости от степени предварительной холодной деформации на образование 95- 100% зернистого перлита уходит 0.25-4,0 ч. С увеличением доли крупнопластинчатого

со со

«д

о

W

перлита в исходной микроструктуре до 20- 30% процесс значительно замедл етс  и за то же врем  образуетс  в 2-3 раза меньше зернистого перлита, и только после 4-х часовой выдержки металла, деформированного на 60-65%, образуетс  однородна  структура зернистого перлита 1-36.

П р и м е р. Гор чекатаные рулоны высокоуглеродистой стали марки У8А и У10А по еле контрол  микроструктуры, а также после последующей холодной прокатки с фиксированным суммарным обжатием, отжигали садками весом пор дка 12 т в одностопных цилиндрических печахтипаПСК- 180 (со стендовыми вентил торами). В период подогрева температура по действующему режиму составл ла 770°С, по за вленному способу - 750°С - дл  гор чекатаного металла, 700-720°С -дл  холоднокатаного металла. В период выдержки температура составл ла 730°С (по способу- прототипу) и 650-750°С (в зависимости от структуры и степени нагартовки) - по за вл емому способу. Температуру выдержки по за вл емому способу назначили в зависимости от содержани  в структуре пластинчатого перлита 1-4 и 5-7 баллов. Охлаждение металла в обоих случа х производили по 10-20°С/ч до 650°С, далее печь отключали и охлаждение производили под муфелем до 100°С.

Технологические параметры и результаты выполнени  за вл емого способа и способа-прототипа приведены в таблице.

На фиг. Т и 2 показаны результаты выполнени  отжига по за вл емому способу и способу-прототипу.

Эвтектоидна  сталь марки У8А (фиг.1а) с исходной микроструктурой, состо щей на 85-100% из пластинчатого перлита 1-46, после выдержки при 650-680°С в течение времени, определ емого по зависимости г 0,0014Ј2-0,1309е+4, на95-100% состоит из зернистого перлита 1-36 с однородным распределением карбидов (фиг.2а). Превышение значени  температуры 680°С ведет к росту балла зернистого перлита и по влению опасности образовани  (при температурах выше Aci ) пластинчатого перли та отжига при длительности выдержек 1-2 ч. При температурах ниже 650°С процесс образовани  зернистого перлита замедл етс  и отожженный металл приобретает в основном структуру точечного (зернистого) сорбита, сохран   высокую твердость, затрудн ющую его дальнейшую переработку. Врем  выдержки при 650-680°С, необходимое дл  получени  однородной структуры зернистого перлита, зависит от степени деформации при холодной прокатке, определ етс  по приведенной зависимости и колеблетс  от 4 ч - при нулевой деформации, до 15 мин-при деформации 60%, Поспособу-прототипу выдержка при температуре отжига составл ет 8-10 ч дл  гор чекатаного подката, и 9-12 ч - дл  холоднокатаного металла в зависимости от массы садки. Учитыва , что прогрев садки до минимального

перепада температур по ее объему, равного

20-30°С, длитс  пор дка 7-8 ч, фактическа 

выдержка по способу-прототипу составл ет

1-4 ч при температуре на 50-80°С боле.е

высокой, чем по предлагаемому способу. При

этих температурах микроструктура металла представлена зернистым перлитом 1-6 баллов , равномерность распределени  карби - дов ухудшаетс  (фиг.2в).

С уменьшением доли пластинчатого

перлита 1-4 балла в исходной структуре стали У8А до 70-80.% процесс образовани  зернистого перлита замедл етс  в несколько раз. В этом случае однородна  зерниста  структура 1-4 балла (фиг.2г) достаточно быстро образуетс  при 730°С, как и по способу-прототипу , но врем  определ етс  согласно формуле

30

г 61«10 4Ј2-0,0бЈ +1,6

и колеблетс  в пределах 0,25-1,6 ч в зависимости от степени холодной деформации. При длительности выдержки более 1,6 ч по вл етс  опасность образовани  в структуре пластинчатого перлита отжига (фиг.2б). При температурах ниже 730°С падает скорость образовани  зернистого перлита, что ведет к увеличению длительности отжига и затрат тепловой энергии.

В таблице приведены также примеры реализации за вл емого способа при отжиге заэвтектоидной стали У10А (фиг.1 Б) е 90- 100% пластинчатого перлита 1-46. Экспериментально установлено, что отжиг

при 700-710°С с выдержкой времени согласно зависимости т 0,68-0,00бЈ + + 0,32,0,982Ј позвол ет получить равномерную структуру мелкозернистого перлита не более 4-го балла за врем , не превышающее

1 ч (дл  недеформированной исходной микроструктуры ). Снижение температуры отжига ведет к замедлению процесса сфероидизации. Так опытным путем установлено , например, что при 750°С дол  зернистого перлита при одинаковых

выдержках снижаетс  примерно в два раза

(фйг.2д). Увеличение выдержки ведет к росту

балла зернистого перлита, снижение ее - к

неполной сфероидизации цементитных пластин . Увеличение температуры отжига до 730-750°С по способу-прототипу ведет к огрублению структуры (зернистый перлит 2- 66) и опасности локального образовани  пластинчатого перлита отжига, что дополнительно снижает однородность структуры.

При более грубой исходной микроструктуре (80-90% пластинчатого перлита 1-46 и 10-20% - 5-76) отжиг при докритических температурах замедл етс  в несколько раз. Дл  образовани  структуры зернистого перлита требуютс  длительные выдержки, что ведет к росту балла зернистого перлита от 1-2 до 6-го и значительной его неоднородности . Отжиг при 750°С и выдержке времени согласно зависимости г 0,5-0,005 т позвол ет получить структуру, состо щую практически полностью из зернистого перлита - 4-6 баллов.

Преимущества предлагаемого способа: улучшаетс  качество металла за счет образовани  более однородной и мелкозернистой структуры; оптимизируютс  энергозатраты за счет более точного определени  температуры и длительности отжига .

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает улучшение качества металла по однородности структуры зернистого перлита на 1-3 балла и такому же повышению его дисперсности; снижение энергозатрат за счет более низких (на ) температур выдержки дл  образовани  зернистого перлита и в р де случаев сокращаетс  длительность отжига.

0

5

0

5

0

Ожидаемый экономический эффект от использовани  предлагаемого способа по предварительным расчетам составит около 10 р/т металла за счет снижени  энергозатрат , повышени  стойкости термических печей и улучшени  качественных показателей изделий у потребител  (однородность и уровень свойства металла после закалки с отпуском ).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ отжига высокоуглеродистых сталей; преимущественно эвтектоидных, включающий нагрев до заданной температуры tp, выдержку и регламентированное охлаждение , отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат и повышени  качества металла за счет оптимизации тем- пературно-временных параметров выдержки , необходимой дл  образовани  после отжига структуры однородного зернистого перлита, в исходной микроструктуре определ ют содержание пластинчатого перлита (Пп) 1-4 баллов, при содержании Пп 85- 100% нагрев ведут до 650-680°С, при Пп 85% - до 730°С, длительность выдержки в зависимости от степени холодной деформации рассчитывают по следующим зависимост м:

   при Пп - 85-100% гв - 0,0014 с2 - -0,1309е.+ 4;

   приПп 85%Тв 35 - 0,06е+1,6.

   БИ.

   Условные обозначени : т. - врем , ч; с - относительное обжатие. %.

   10 20 30 40 50 60

   Ю 20 30 40 50 «О

   СТЕПЕНЬ ХОЛОДНОЙ ДЕФОРМАЦИИ, %

   Фиг.1

   Составитель А.Орешкина. Редактор З.Ходакова Техред М.Моргентал Корректор О.Густи

   Заказ 1590Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5