SE448383B - Sett att vermebehandla valstrad av austenitiskt rostfritt stal - Google Patents

Description

10, 15 25 30 35 'efter haspeln, varefter kylning (släckning) utföres. d44s sas d=i u p 2” ¿ viá utträdet från varmvalsverkets färdigvalsningsstol- par, till en temperatur för upplösningsbehandling, vil- ken återvärmning sker i en ugn placerad före eller Detta förfaringssätt nödvändiggör följaktligen åter- fl värmning, varför kan antagas att en anordning för kon- ventionell upplösningsbehandling är installerad vid slutet av varmvalsningslinjen. Med andra ord erfordras återuppvärmning under en relativt lång tidsperiod för 'att åstadkomma tillväxt av kristallkornen i syfte att ernâ förbättrade kallbearbetningsegenskaper, och man kan därför icke av denna metod förvänta sig några värdefulla eller fördelaktiga resultat. _ i V Föreliggande uppfinning innefattar en serie steg som avslutning på färdigvarmvalsning av valstråd av austenitiskt rostfritt stål, och behandlingen enligt uppfinningen utföres vid en lämplig varmvalsningstempera- tur för upplösningsbehandling av valstråden, varvid denna valstrådtemperatur efter nämnda färdigvarmvalsning hålles inom temperaturområdet för upplösningsbehandling till dess att austenitkristallkornstorlekstalet ligger under 7,0 _enligt JIS (japansk industriell standard) Q055l (dvs det nominella antalet korn per mmz är mindre än 1024 och den beräknade tvärsektionsarean för korn av genomsnittlig stor1ek_är mindre än 0,00098 mmz), varefter valstråden kyles med en sådan hastighet och ned till en sådan tempe- ratur att i huvudsak ingen kromkarbid utskiljes. Enligt uppfinningen bibehålles med andra ord valstråd efter fär- digvalsning i ett varmvalsverk inom temperaturområdet för upplösningsbehandling utan att kylas till en temperatur utanför detta temperaturområde intill önskad tillväxt av austenitkristallkornen och kyles därefter valstráden, så att utskiljning av kromkarbid i huvudsak icke förekommer. Ändamålet med förfaringssättet enligt uppfinningen I är att möjliggöra framställning av valstråd av rost- 1! fritt austenitiskt stål med utmärkta kallbearbetnings- egenskaper, såsom utmärkta egenskaper för tråddragning, V» :Lo i448 583 3 varvid förfförverkligande av ändamålet utnyttjas direkt värmebehandling med billiga hjälpmedel och liten energi- förbrukning. * K _ 'Ett_annat“genom uppfinningen uppnått ändamål är att *åstadkomma valstråd av austenitiskt rostfritt stål, i vilket austenitkristallkornstorleken är mindre än 7,0 j enligt ars GO551 och företräaesvis 3,0-7,0, för att ,därigenom i hög grad förbättra kallbearbetningsegen- skaperna, såsom tråddragningsegenskaperna. f -Ytterligare ett ändamål med förfaringssättet en- farligt uppfinningen är att direkt värmebehandla valstråd j15' zog av austenitiskt rostfritt stål och närmare bestämt när rvalstråden vid hög temperatur lämnar färdigvalsverket med den höga hastighet, som förekommer vid moderna evalsverk, varvid slutvarmvalsningen utföres så, att 'valstrådens temperatur_kan utnyttjas för upplösningsbe- handling för åstadkommande av tillväxt av austenitens .kristallkorn till lämplig storlek för efterföljande kallbearbetning av valstråden} Vidare har uppfinningen till ändamål att åstadkomma ett förfaringssätt för framställning av valstråd av J ,austenitiskt rostfritt stål med synnerligen god kvali- '25 30 35 gtet, vid vilket förfaringssätt austenitkristallkornen bringas att tillväxa och utskiljning av kromkarbid inhiberas under kylning för att förhindra försämring av beständigheten mot korrosion i kromområdet till följd 'av utskiljningrav-kromkarbia.

Dessa ändamål med uppfinningen har nu uppnåtts genom att förfaringssättet enligt uppfinningen har er- hållit de i efterföljande patentkrav angivna känneteck- nen.a j I Uppfinningen heskrives närmare i det följande i form av utföringsexempel under hänvisning till bifogade "ritningar, på vilka fig l är ett diagram, i vilket jäm- föres ett behandlingsschema enligt uppfinningen och ett behandlingsschema enligt konventionella metoder för åstadkommande av samma kristallkornstorlek i valstråd 10 15 420 25 30 >35 4448 zssu 4 av austenitiskt rostfritt stål, fig 2 visar schematiskt ett känt sätt att framställa valstråd genom varmvals- ning, fig 3 och 4 visar schematiskt anordningar för ut- övning av-förfaringssättet enligt uppfinningen, varvid fig 3 visar långsam och fig 4 gradvis kylning, fig 5 ~ och 6.visar schematiskt anordningar för utövning av förfaringssättet enligt uppfinningen med utrustning för varmhållning och fig 7 visar schematiskt en anordning ' för utövning av kontinuerlig upplösningsbehandling en- ligt uppfinningen av valstråd i form av icke-koncent- riskt överlappande ringar på en transportör.

I Upplösningsbehandling av austenitiskt rostfritt stål utföres vanligtvis vid en temperatur över l050°C och enligt föreliggande uppfinning utföres därför fär- digvalsningen vid valsning av valstrâd, så att den slutliga temperaturen ligger över l050OC och företrä- desvis över ll0OqC§ Valsningshastigheten vid varmvals- ning av valstråd har på senare.tid ökat i allt snabbare takt, och hastighetsökningen har åtföljts av allt högre slutvalsningstemperaturer. Enligt föreliggande uppfin- ning utnyttjas denna tendens-för nyttig anVäfldnïnF HV värmet och utföres därför-färdigvalsningen vid en tempe- ratur inom temperaturområdet för upplösningsbehandlinq..I u ' ändamål att avsluta färdigvalsningen vid hög tempera- tur - förutom vid hög valsningshastighet - kan man före varmvalsningen uppvärma valsämnet till relativt hög temperatur och/eller genom att anordna induktionsupp- värmning mellan stolpar i valsverket.

-För_utövningÅav förfaringssättet enligt uppfin- ningen kan användas en anordning för att hålla valstråd, som efter varmvalsning lämnar färdigvalsverket, vid upplösningsbehandlingstemperatur, en före eller efter den haspel anbragt anordning med en kylningshastighets- reglerande ugn för åstadkommande av tillväxt av auste- nitkristallkornen genom reglerad kylningshastighet och en anordning för transport av valstråden genom en håll- gugn, i vilken upprätthålles en bestämd temperatur inom ve gr S» 10 15 '20 25 30 '35 _44s ass ' 5 Iupplösningsbehandlingstemperaturområdet, men även kom- fbinerade anordningar av detta slag kan användas. -_Austenitkristallkornen'bringas att växa till en storlek, som är mindre än kornstorlekstalet 7,0, genom att den varmvalsade valstråden hålles inom lösningsbe- gnandlingstemperaturområdet medelst ovan beskrivna an- ordningar. Om kristallkornstorleken är mindre än talet 7_7,0 är stålets hårdhet så stor, att det kan ifrågasät- .tas om kallbearbetning, exempelvis tråddragning kan ut- föras. Om å andra sidan kristallkornen tillåtes växa 7 över en viss grovleksgräns, uppkommer andra nackdelar, ”såsom ytdefekter vid kallbearbetning. Kornstorlekstalet iskall därför företräaesvls hållas mellan 3,0 och 7,0.

'När kornstorleken har bragts att tillväxa i önskad grad-genom att valstråden hålles vid upplösningsbe- handlingstemperaturen, utföres släckning för att för- hindra att kromkarbid utskiljes under kylningen. Om 'kromkarbid utskiljes under kylningen, minskar krom- fasen i de områden krom utskiljes, vilket har till re- sultat att korrosionsbeständigheten nedsättes. Tempera- 'turområdet, inom vilket utskiljning av kromkarbid upp- träder, ligger vanligtvis vid 5000-700°C, och före- trädesvis utföres därför släckning (kylning) av vals- tråden från en temperatur över 80000 till under SOOOC.

Vilken metod som väljes för kylningen beror på valstrå- _dens diameter och hur tätt valstrådringarna ligger efter upphasplingen. För_kylningen kan användas konven- 'tionell luftblåsning, imbesprutning, vatten eller annat kylmeael.

Ett utförande för utövning av uppfinningen beskri- ves i detalj i det följande under hänvisning till rit- ningarna; 7 'I diagrammet i fig l åskådliggöres två värmebehand- 'lingar och närmare bestämt en värmebehandling enligt föreliggande uppfinning och en känd värmebehandling för jämförelse. kurvan 1 åskådliggör en värmebehandling en- _ligt uppfinningen, vid vilken valstråden utmatas från "10 15 20 25 30 35 f44srss3dg 6 färdigvalsverket vid en temperatur av ll00°C och kyles långsamt till 1o5o°c¿ dvs till närheten av den nedre gränsen för upplösningsbehandling, varefter släckning utföres. Kurvan 2 åskådliggör ett annat utföringsexempel 7 5 enligt uppfinningen, vid vilket valstråden utmatas vid en temperatur av ll00°C från färdigvalsverket och hål- -lés vid en temperatur av lO50°C efter kylning från llOÖ°C, varefter släckningskylning utföres. Kurvan 3 åskådliggör en metod, vilken är känd genom den japanska 'patentskriften SHO50-96419 (l975J och vid vilken åter- värmning utföres.' Ä I 7 år Såsom redan har nämnts i det ovanstående utföres ,färdigvalsningen vid en temperatur, som ligger inom I området för upplösningsbehandling¿ och hålles den varm- valsade valstråden inom detta temperaturområde utan att kylas ned under temperaturområdet för upplösningsbehand- ling för att åstadkomma en åsvftad austenitkorntillväxt} ioch för detta ändamål utföres upplösningsbehandlingen _ under en reltivt kort tid, dvs i jämförelse med känd *och konventionell metod., I fig 2 åekådiiggöree eehemetíekt en tidigare känd varmvalsningsmetod för framställning av valstråd. Enligt denna metod ledes en valstråd 4 från slutvalsningsstol-7 åparet 5 i ett varmvalsverk till och genom ett par kläm- valsar 6 och hasplas därefter till ringform medelst ett haspelverk 7, varefter luftkylning utföres: Resul- tatet av denna kända metod är en tillväxt av austenit- kristallkornen till relativt liten storlek och utskilj- ning av kromkarbid i korngränsskikten. Den genom denna metod framställda valstråden har mindre goda kallbear- betningsegenskaperyoch för sekundär eller efterföljande= kallbearbetning, såsom tråddragning, är det ofrånkom- iligen nödvändigt att utföra en efterföljande upplös- ningsbehandling. '-"'1 l Üppfinningen och anordningar för utövning av den- samme åekåd1iggöfee_i fig 3 - 7, varvid fig 3 den 4 « visar anordningar enligt uppfinningen för långsam kyl- ål l0 15 20. 251 30_' 35' g44s 383 '7 ning och fig S ooh 6 visar anordningar för varmhållning. _I fig 3 utmatas en valstråd 4 från färdigvalsnings- I stolparet 5 i ett varmvalsverk vid en hög temperatur, ivilken ligger över ll00°C. Valstråden uppnasplas medelst en haspel 7 och trådringarna skjutes medelst ett på- ~7skjutningsorgan 9 över till en anordning 8 för reglerad svalning, genom vilken trådringarna transporteras kon- Ütinuerligt på en transportör 10. Efter svalning av varje trâdring med en bestämd svalningshastighet över- sföresitrådringen på och förflyttas medelst en kylnings- transportör ll, på vilken släckning utföres medelst en kylningsanordning{l2.

VVEnligt det i fig Å åskådliggjorda förfaringssättet uppnasplas valstråd, som nar hög temperatur och över- > föres till haspeln 7, kontinuerligt till formen av içke-koncentriska, sinsemellan överlappande ringar eller öglor och förflyttas på transportören 10 i direkt an- slutning till en svalningshastighetreglerande anordning 8 och kyles därefter medelst en släckningsanordning 12.- ' Enligt fig 5 överföres ringar av valstråd, som har - hög temperatur, från haspeln till en hållugn 14, i vilken trådrullarna får uppehålla sig under en_bestämd 1 tidsperiod, varefter trådrullarna överföres till en :kylnings- eller svalningstransportör ll och från denna till en kylningsanordning-12 för släckning. Företrädes- vis bör en adiabatisk huv l3 vara anordnad mellan has- peln 7 och hållugnen 14 för att förhindra temperatur- sänkning av valstråden ned under l050°C.f Vid ett i fig 6 visat utförande enligt uppfin- ningen hasplaswvalstrâden till formen av kontinuerliga, icke-överlappande slingor (ringar) på transportören 10 och transporteras trådringarna på transportören genom ett adiabatiskt hus_l3 oen därefter genom en hållugn 14, varefter-slackning utföres medelst en kylningsan- ordning 12. _ V "iv _ K _ Även i fig 7 ringlas valstråden kontinuerligt till 10 15 2Q_ 25 530 1 448 3855 En 8 formen av icke-koncentriska, sinsemellan överlappande _ringf0rmiga öglor och-transporteras på en transportör -10 och utsättas för upplösningsbehandling under kon- .tinuerlig transport på transportören 10. Denna behand- lingsmetod är tillämplig på eller förenlig med såväl ' det långsamma svalningsförfarandet enligt fig 4 som med varmhållningsförfarandet enligt fig 6f f För utförande av en gradvis och långsam svalning regleras svalningshastigheten genom kombinerad använd- aning av höljet eller huven 15 och ugnen 16 eller me- delst ugnen ll» Vid varmhållning ersättes huven 15 av en adiabatisk huv och användes ugnen som temperatur- "hållningsugn. Den för gradvis och långsam svalning eller för varmnållning behandlade valstråden kyles (släckes)_i en kyltank 17. Som kylmedium vid anord- ningarna i fig 3 - 6 kan användas vatten eller luft- blåsning eller bådadera, men det är även möjligt att använda tyex saltbadf särskilt vid förfaringssättet enligt fig 7; 'K K *Vid utföringsexemplen enligt fig 5 - 7 är det icke nödvändigt att använda en adiabatisk huv eller ett adiabatiskt hus 13, om valstrådtemperaturen icke under- g skrider 1oso°c.ga' Behandlingsvillkoren för och de mekaniska egenska- perna hos valstråd SUS (rostfritt stål enligt JIS, dvs jaêansk industriell standard) 304 med diametern 5,5 mm *och_med kemiska analysdata enligt nedanstående tabell l anges i den efterföljande tabellen 2. f 5 TABELL 1 de Kemisk sammansättning_i vikt% c gsi gun d :P 5 S -Ni cr 0,072 0,48 1 1,20 50,032 o,oo4i' 8,53 18,15 .tu rg.) _ u? 448 ass mcwcwumcannwmpw H Gav wøwfiuømnwn 1 wfiHd 1 1wm=H=wmH =ww=H O~.m QHH mß 0» 1HHmH ~.oH 1 1 1 = HH Pâ: H6.. ä? 1 _ 82 1@:w;w@mwsHuwwHv 1 ow.H m«H Nm Hm = w.« ^=vo@ omoH 1 eoom HH m~.~ m 1 = o@H wß No = w.~ ^=v m oøHH 1 = mH ._ I WMA MN #0 1 H.. MHW AIVOH 1 Z I _ ._ *NH ^w=HH1=o= om.~ H@H mß Nw = m.~ ^=v H omoH 11 OOQH HH w=HHuøm;@@1 m~.~ »HH mß mm = m.m ^=VoH 1 = 1 = NH 1mw=HøwwHv = m@H wß 1 wø = m.H ^=v m OQHH 1 1 = HH .HMQEUKU 1 _ : 1 OWH _ 1 .mß mm 1 _ I mlw mzvOfi _ ._ I1 _. Ofl 1mHH@øoHUøw>noM om.~ NQH 1ß~ ww 1: w.~ ^§v m QmoH 11 1 1 _ oøm m 1 1 = 1o«H Nw mm 11 = 1>.« 1 m 1 = 1 11 1 = m =«wøH=øH«m@= 1 1; m«H _ Hm Nm 1 = 1 o.m 1 N ooHH 1 1 1 = N »wHHø@ 111 =1 1 m 1 Hmmswxm 11 = 1 1w«H mß 1 1 mm 1 =1 1 @.m N mmoH 1 1 QNHH m = 11= H@m_o«H1 . 1 = 1H 11wmH_ 1 1~w 1 Hm 1 = 1 «.« 1 1 1 111 11 ~.H QNNH 1 H = 1 = Hmm mm 1 = 1 MHH1 ow mm 1 = wßm 11 1 11 1 w.H mo~H H = 11 = Hmm OON1 = _ o«H om 11 mm = w.« 11 1 mm.o 11 mHHH N 1oaomoH1HHfiHHwm wø 11 .cw.H 1 m«H 1 wß mm =@w=H «.m 111 11 1 1 Hwwo 1 1ø@QH .H A5 1 1 1 1 1 _ 1 1 1 ä: EBV 1 1 1 êä 1 aa 11^e ^@H\>mv 1xmøHa umsummw 1 ¶HH HwHHoHw 1 1 u°om@H nam» H .EMHHV Hwflwpwm 11~UH< 1HHmßw-Q 1-u Hu 11øH°H ^=Hav Auov HHHU 1w@flHu 1 1 11 mfimumwwuflø 1 1 1 1 1 “än Bmw» uwßwfiuwmz. |wHm> 1 1wøflmzumâc< xwmuwuwwæ uwßmvHmHwwmm wxwflcmxwä QHSVHHHHHwoHVHHHH xHHmm |Hfimm |mwnficflw>m lwfivumm az 1 N HHmm 448 383 10 _ Anmärkning: Austenilkristallkornstorlekstal bestämt enligt, .ns 2G o 551 (1977) .

Tråddragningsgräns bestämd genom tråddiametern när trå- -d den brister eller skadas vid dragning enligt följande: 10 15 20 25 30 35 valstråfdafigametpér- (mm), 5,5 -> 4,95 -s 4,45 -s 3,95 _; 3,55 -5 3,20 -5 2,85- e 2,50 -> 2,25 -> 2,00 -s 1,80.

Med hänvisning speciellt till tabell 2 bör obser- veras att exemplen nr l - 8 avser föreliggande uppfin- ning, varvid exemplen 1 - 4 avser förfaringssätt enligt uppfinningen, vid vilka valstrâd efter slutlig färdig- fvarmvalsning utsättes_för gradvis och långsam svalning inom temperaturområdet för upplösningsbehandling, me- dan exemplen 5 - 9 avser förfaringssätt enligt uppfin- ningen, vid vilka valstråden hålles vid en bestämd temperatur inom temperaturområdet för upplösningsbe- 1 .handling.

Exemplen 9 - l6:i tabell 2 avser konventionella -metoder för direkt värmebehandling. Exemplet 17 i ta- bell 2 avser konventionellt varmvalsad valstråd, som ' "off-line", dvs utan direkt anslutning till, varmvals- ningen underkastas upplösningsbehandling, dvs efter den enligt fig 2 tidigare vanligtvis utförda valsningen, medan exemplet lå i tabell 2 avser ett fall, vid vil~ ket ingen lösningsbehandling utföres. " _ V Det framgår klart av tabell 2 att valstråd av iaustenitiskt rostfritt stål och framställd enligt före- liggande uppfinning har samma kvalitet som valstråd, som lösningsbehandlas enligt tidigare känd, vanlig pranis. K 17 ' V Vid konventionella metoder, vid vilka färdigvarm- valsningstemperaturen är-så låg, att upplösningsbehand- ling utföres genom återvärmning, erfordras uppvärmning under en relativt lång tidsperiod för att ernå ett enligt uppfinningen eftersträvat kristallkornstorleks- tal, som är mindre än 7,0, och den kända metoden är sålunda icke jämförlig med den direkta värmebehand- w ffr' (P nä. 10 ß 448 583 ll lingsmetoden. Ãtervärmningsmetoden kräver relativt lång tid till dess att valstrâdens temperatur när tempera~ turen för upplösningsbehandling.

Det framgår av det ovanstående att genom förfarings- sättet enligt uppfinningen valstråd av austenitiskt rost- fritt stål för ernående av den önskade kristallkornstor~ leken kan upplösningsbehandlas kontinuerligt "on-line", l dvs i anslutning till varmvalsningslinjen, på kort tid och med resultatet att valstråden får synnerligen goda kallbearbetningsegenskaper i jämförelse med valstråd, _som underkastas upplösningsbehandling genom återvärm~ ning "off-line" enligt tidigare allmänt använda meto- lder; Det är underförstått att uppfinningen icke är be- Qgränsad till de beskrivna och på ritningarna schematiskt visade utföringsexemplen utan kan modifieras inom ramen för den i efterföljande patentkraven definierade uppfin- ningen.

Claims (4)

16 15 20 25 t44a,sa3 12 PATENTKRAV
1. 'l. Sätt att värmebehandla valstråd av, auste- nitiskt rostfritt stål, k ä n n e t e c k n a t därav, att färdigvarmvalsning av valstråden utföres vid en lämplig varmvalsningstemperatur för upplösnings-o behandling av valstråden, att denna valstrâdtemperatur efter nämnda färdigvarmvalsning hålles inom temperatur- området för upplösninnsbehandling till dess att auste- .nitkristallkornstorlekstalet ligger under 7,0 enligt
2. JIS~prov nr G055l och att valstråden därefter kyles med sådan hastighet och ned till en sådan temperatur att 1 hfivuasak ingen kromkarbia utskiljes. _ 7"2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t därav, att färdigvarmvalsningen utföres vid en temperatur av åtminstone ll0O9C. 7
3. 3. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n'e t e c k-' n a t därav, att den varmvalsade valstråden varmhålles med utnyttjande av den temperatur, som valstråden har efter färdigvarmvalsningen, för åstadkommande av ett austenitkristallkornstorlekstal inom området 3,0-7,0.
4. 4. Sätt enligt patentkravet 1, k'ä n n e t e c k- n a t därav, att valstråden hålles vid en temperatur *av åtminstone lO50°C med utnyttjande av kvarstående värme hos valstråden som resultat av färdigvarmvals- ningen intill dess att austenitkristallkornstorleks- talet ligger inom området 3,0-7,0, och att valstråden därefter släokes till en temperatur under 500°C. HI: 'vw