RU2651553C1 - Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей - Google Patents
Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651553C1 RU2651553C1 RU2017121775A RU2017121775A RU2651553C1 RU 2651553 C1 RU2651553 C1 RU 2651553C1 RU 2017121775 A RU2017121775 A RU 2017121775A RU 2017121775 A RU2017121775 A RU 2017121775A RU 2651553 C1 RU2651553 C1 RU 2651553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- hot
- rolled
- alloyed
- steels
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 12
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 12
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к термической обработке горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей типа 50ХГФА, предназначенного для изготовления нажимных пружин сцепления. Для обеспечения требуемых механических свойств и микроструктурных характеристик проката, стабильных и однородных по длине, прокат подвергают трехцикличному отжигу, при этом нагрев проката в каждом цикле ведут со скоростью 20-60°C/ч до температуры Ac1+(10-40)°C, выдерживают в течение 10-20 часов, охлаждают со скоростью 20-40°C/ч до температуры Ar1-(10-40)°C, выдерживают при данной температуре в течение времени τ=(m+5)×К, где m - масса максимального рулона в стопе, т, К=1,30-2,0 - эмпирический коэффициент, полученный опытным путем, и охлаждают. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к термической обработке рулонного горячекатаного проката из легированных доэвтектоидных сталей типа 50ХГФА, предназначенного для изготовления нажимных пружин сцепления.
Горячекатаный прокат, предназначенный для изготовления нажимных пружин сцепления, должен отвечать определенным требованиям по механическим свойствам (по твердости) и микроструктурным характеристикам: НВ - не более 207, доля зернистого перлита должна быть не менее 80% и пластинчатого перлита не более 20%.
Известен способ термической обработки проката из доэвтектоидных сталей, включающий горячую пластическую деформацию, охлаждение со скоростью больше критической до температуры 700-500°C, изотермическую выдержку при этой температуре в течение 20-60 мин и отжиг. Причем отжиг проката производят при температуре 730-760°C (Авторское свидетельство СССР №829687, МПК C21D 1/02, опубл. 1981 г.).
Недостаток известного способа состоит в том, что он не сможет обеспечить требуемые свойства в части твердости, а изотермическая выдержка в течение 20-60 мин недостаточна для прогрева и тем более протекания фазовых превращений по всей толщине рулона.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ термоциклической обработки углеродистых сталей, включающий многократные нагревы выше Ас1 и охлаждение ниже Ас1, согласно которому для повышения вязкости и сокращения длительности обработки конструкционных сталей нагрев производят до 750-780°C со скоростью 70-150°C/мин, а охлаждение ведут до 670-690°C со скоростью 150-220°C/мин, а затем в воде (Авторское свидетельство №440424, МПК C21D 1/00, опубл. 1974 г.).
Недостаток известного способа состоит в том, что подобранная обработка позволяет получить структуру с высокой степенью дисперсности, однако при этом за счет высокой скорости охлаждения повышаются прочностные свойства и твердость металла.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода годного горячекатаного рулонного проката за счет обеспечения требуемых механических свойств и микроструктурных характеристик, стабильных и однородных по длине полосы, и, как следствие, повышается износостойкость и ресурс будущей детали.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей, включающем нагрев, выдержку при температуре нагрева и охлаждение, согласно изобретению прокат подвергают трехцикличному отжигу, при этом нагрев проката одного цикла ведут со скоростью 20-60°C/ч до температуры Ас1+(10-40)°C, выдерживают в течение 10-20 часов, охлаждают со скоростью 20÷40°C/ч до температуры Ar1-(10-40)°C, выдерживают при данной температуре в течение времени
где m - масса максимального рулона в стопе, т,
К=1,3-2,0 - эмпирический коэффициент, полученный опытным путем.
Сущность изобретения заключается в следующем. На низкую твердость и высокую долю зернистого перлита влияет способ термической обработки. Циклическая термическая обработка основывается на явлении трехкратного медленного нагрева и охлаждения, обеспечивающем трехкратное протекание фазового превращения как при нагреве, так и при охлаждении. Фазовый переход влияет на кристаллизационные процессы, протекающие в материалах, а трехкратность процесса фазового превращения приводит к постоянной его стабилизации и, как следствие, стабилизации температур начала и конца фазовых процессов.
Нагрев при скорости менее 20°C/ч не целесообразен, так как не обоснованно увеличивает время процесса термоциклирования и ведет к дополнительным энергозатратам.
Нагрев со скоростью более 60°C/ч и охлаждение со скоростью более 40°C/ч, будут создавать условия ускоренного режима термообработки, при этом стабилизация фазовых превращений не сможет пройти полностью, что приведет за собой к неоднородности в структуре, к низкой доле зернистого перлита или даже полным его отсутствием.
Повышение температуры нагрева выше Ас1+40°C и температуры охлаждения выше Ar1-10°C не обеспечивает получение структуры зернистого перлита, так как при этом происходит полное растворение карбидов и образования гомогенного аустенита, распадающегося при последующем охлаждении с образованием пластинчатого перлита.
Понижение температуры нагрева ниже Ac1+10°C и температуры охлаждения ниже Ar1-40°C приведет к тому, что фазовое превращение при нагреве будет проходить не до конца, и для стабилизации процесса понадобится большее количество циклов. Замедляется скорость растворения перлита в аустените.
Проведение циклической термообработки с количеством циклов более трех значительно снизит производительность процесса, приведет к дополнительным энергозатратам.
Проведение циклической термообработки с количеством циклов менее трех не приведет к необходимой доле зернистого перлита по всему сечению проката.
Изотермическая выдержка при температуре нагрева менее 10 часов не обеспечивает прогрев по всей толщине рулона, что в свою очередь отразится и на неоднородности структуры (низкой доле зернистого перлита или совсем полным его отсутствием) и повышением твердости металлопроката, не удовлетворяющих требованиям.
Использование изотермической выдержки при температуре нагрева выше 20 часов приведет к дополнительным энергозатратам.
Экспериментально установлено, что если время выдержки при термической обработке менее рассчитанного по формуле τ=(m+5)×К, то процесс зернистости перлита не происходит по всей толщине садки рулона, микроструктура получается неоднородная, твердость высокая. Выход годного тем самым снижается.
Увеличение времени выдержки свыше рассчитанного по формуле τ=(m+5)×К приводит к увеличению затрат на производстве.
Также установлено, что значение коэффициента К зависит от массы рулона.
Предлагаемая циклическая термообработка позволяет получить равномерную однородную структуру со стабилизированными фазами, с долей зернистого перлита не менее 80%.
Примеры реализации способа:
Термоциклическую обработку рулонного проката из стали 50ХГФА толщиной 4,6 мм осуществляли в колпаковой печи с азотной защитной атмосферой. Рулонный прокат со скоростью Vнаг. нагревали до температуры Тотж.1, выдерживали при этой температуре в течение времени τ1, далее со скоростью Vохл. охлаждали до Тотж.2 и снова выдерживали в течение времени τ2. Таким образом, провели еще по 1-2 цикла нагрева и охлаждения. Параметры термической обработки и характеристики проката представлены в таблице 1.
Из таблицы 1 видно, что при реализации предложенного способа (варианты №3-№4) достигается увеличение выхода годного за счет понижения твердости, увеличения процентного содержания зернистого перлита, равномерно распределенного по всему сечению проката и по длине полосы.
В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты №1, 2 и 5) достигнут более высокий уровень твердости и меньшее количество или полное отсутствие зернистого перлита.
Claims (3)
- Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей, включающий нагрев, выдержку при температуре нагрева и охлаждение, отличающийся тем, что прокат подвергают трехцикличному отжигу, при этом нагрев проката в каждом цикле ведут со скоростью 20-60°С/ч до температуры Ас1+(10-40)°С, выдерживают в течение 10-20 часов, охлаждают со скоростью 20-40°С/ч до температуры Ar1-(10-40)°С, выдерживают при данной температуре в течение времени τ=(m+5)×К,
- где m - масса максимального рулона в стопе, т,
- К=1,3-2,0 - эмпирический коэффициент, полученный опытным путем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121775A RU2651553C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121775A RU2651553C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2651553C1 true RU2651553C1 (ru) | 2018-04-20 |
Family
ID=61977028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121775A RU2651553C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2651553C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006506A1 (ru) * | 1979-10-26 | 1983-03-23 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Способ термоциклической обработки полосового проката из углеродистых сталей |
| SU1167218A1 (ru) * | 1982-01-08 | 1985-07-15 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Способ термической обработки проката |
| US5302217A (en) * | 1992-12-23 | 1994-04-12 | United Technologies Corporation | Cyclic heat treatment for controlling grain size of superalloy castings |
| RU2481406C2 (ru) * | 2011-04-07 | 2013-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Способ термической обработки стали |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121775A patent/RU2651553C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006506A1 (ru) * | 1979-10-26 | 1983-03-23 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Способ термоциклической обработки полосового проката из углеродистых сталей |
| SU1167218A1 (ru) * | 1982-01-08 | 1985-07-15 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Способ термической обработки проката |
| US5302217A (en) * | 1992-12-23 | 1994-04-12 | United Technologies Corporation | Cyclic heat treatment for controlling grain size of superalloy castings |
| RU2481406C2 (ru) * | 2011-04-07 | 2013-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Способ термической обработки стали |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Федюкин В.К. Метод термоциклической обработки металлов, Л., издание Ленинградского университета, 1984, с. 44-48. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2020117334A (ru) | Холоднокатаная листовая сталь и способ ее изготовления | |
| CN106191390B (zh) | 一种中锰trip钢及其制备方法 | |
| JP2016513179A5 (ru) | ||
| WO2013113304A3 (de) | Höchstfester mehrphasenstahl mit verbesserten eigenschaften bei herstellung und verarbeitung | |
| RU2016151391A (ru) | Способ изготовления высокопрочного стального листа и полученный лист | |
| RU2682882C1 (ru) | Пружина или торсион из стальной проволоки, полученная холодной деформацией. способ изготовления деформированных в холодном состоянии стальных пружин, применение стальной проволоки для изготовления деформированных в холодном состоянии пружин | |
| JP2016524038A (ja) | 良好な耐久性を示す高強度鋼、および焼入れと亜鉛浴による分配処理とによる製造方法 | |
| JP2014524979A (ja) | 鋼板ブランクを熱成形及び焼入れする方法 | |
| MX2019011941A (es) | Elemento de acero, laminas de acero laminadas en caliente para elementos de acero y metodo de produccion de los mismos. | |
| JP6252833B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼鋼帯の製造方法 | |
| US20150144234A1 (en) | Microtreatment of carbide containing iron-based alloy and articles resulting therefrom | |
| RU2651553C1 (ru) | Способ термической обработки горячекатаного рулонного проката из легированных доэвтектоидных сталей | |
| CN103805764A (zh) | 一种细化高锰奥氏体钢晶粒的热轧工艺方法 | |
| JP2016191138A5 (ja) | 工具鋼鋳鋼品の製造方法及び工具鋼鋳鋼品 | |
| CS199613B2 (en) | Process for thermal treatment of hot rolling steal bars | |
| RU2016117287A (ru) | Способ деформационно-термической обработки высокомарганцевой стали | |
| CN109517947A (zh) | 一种含铝中锰trip钢的制备方法 | |
| JP5482539B2 (ja) | 連続式熱処理炉の炉温決定方法 | |
| JP2019505667A (ja) | マルテンサイト含有鋼板の製造方法及び装置 | |
| CN103643167A (zh) | 一种700MPa级绿色热处理高强度钢筋及其加工方法 | |
| CN103820608B (zh) | 35CrMnSi钢消除第二类回火脆性提高韧性的热处理方法及35CrMnSi钢 | |
| CN105925773A (zh) | 一种钢材的热处理方法 | |
| JP2015172234A (ja) | 鋼材の徐冷処理方法 | |
| CZ302676B6 (cs) | Zpusob žíhání ocelového polotovaru | |
| US2832711A (en) | Method of continuously annealing steel strip |