SU1705370A1 - Способ термической обработки листового проката из кремний-марганцовистой стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к термической обработке тонких листов и лент из крем- ний-марганцовистых сталей, и может быть использовано при разработке новых агрегатов непрерывного отжига дл  обосновани  их режимов работы и в производстве высокопластичного листа или ленты дл  машиностроени , в частности автомобильного и сельскохоз йственного машиностроени . Цель изобретени  - увеличение пластичности стали при сохранении прочности . Способ включает нагрев межкритический интервал температур, выдержку , промежуточное охлаждение до 700°С, оежимы котооых определ ютс  по математическим зависимост м, охлаждение до 380-И 0° С со скоростью 80- 300°С/с, изотермическую выдержку при данной температуре в течение 2-5 мин и окончательное охлаждение со скоростью 1i)-ltU;)°C/c. Ланна  обработка обеспечивает получение листов из стали 37Г1С1 с полным удлинением ЗЯ- ЗбЈ, равномерным удлинением при уровне прочности более 900 Н/мм2 . 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к термической обработке тонких листов и лент из углерод- кремний-мэрганцовистых сталей, и может быть использовано при разработке новых агрегатов непрерывного отжига дл  обосновани  их режимов работы и в производстве высокопрочного высокопластичного листа или ленты дл  машиностроени , в частности автомобильного и сельскохоз йственного машиностроени .

Известен способ термической обработки тонкого листа или ленты из углерод-кремний-марганцевых или углерод-кремний-хром-марганцевых сталей, включающий закалку из межкритического интервала температур с целью повышени  прочностных и пластических свойств.

Однако этот способ обеспечивает получение пластичности (относительного удлинени ) тонкого листа не более 10 при уровне прочности 90С- 1ППО Н/мм2 и при равномерной пластичности (равномерное удлинение) не более .5%.

Известен также способ изотермической закалки, в том числе и неполной изотермической. Осуществление

01

00

J

попкой изотеомической закалки угле род-кремний-марганцевых сталей позвол ет получить при прочности 900- 1ПП1) Н/мм; пластичность (отНоситель- мое удлинение) около 2Л-.5%, при равномерной пластичности (равномерном удлинении) не более 12-15%. Непона  изотермическа  закалка, осуществл ема  из аустенитной области, при- водит к повышению прочности выше 1 JOi) Н/мм2 и уменьшению пластичности на за счет того, что часть аус- тенита превращаетс  в мартенсит.

Таким образом, указанные способы термической обработки, отдельно использующие закалку из межкрити- ческого интервала или изотермическую (в том числе неполную) закалку, не обеспечивают получение полного отмок сительного удлинени  более 25% и равномерного удлинени  более 15%.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ, включающий нагрев до температуры аустенизации, выдерж- ку при 650-750°С в течение -15 с, затем - при Ц50-65П0С в течение 10- 50 с и охлаждение со скоростью более 300°С/с.

Недостатком данного способа  зл - етс , с одной стороны, невозможность получить из-за короткой и высокотемпературной изотермической выдержки полное относительное удлинение более 20-26% и равномерное удлинение более

19% при уровне прочности более 800 Н/мм2, хот  в нем и совмещена закалка из межкритического интервала с неполной изотермической закалкой . С другой стороны, дл  выбора оптимального режима термической обработки широкого круга сталей, который обрабатываетс  известным способом, необходимо проведение предварительных опытных термообработок и дополни тельных затрат материальных и трудовых ресурсов.

Цель изобретени  - увеличение платичности (полного и равномерного удлинени ) высокопрочного (с уровнем прочности 90П-10ЛО Н/мм2) тонкого листа или ленты из углерод-кремний- марганцовистых сталей при сохранении высокой прочности за счет оптимизации структуры.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе термической обработки тонких листов и лент из углерод-кремний-марганцовистых сталей, включающем

Q

$ Q

5

о 5

0

5

нагрев, выдержку, охлаждение, кратковременную изотермическую выдержку и охлаждение, согласно изобретению температуру нагрева в а области, врем  выдержки при этой температуре и скорость охлаждени  от температуры аустенизации до 700°С выбирают в соответствии с уравнени ми:

Т„ 817-1 U2 J(-0,4Mn + 36,9Si-16Ni-

+ ЗСг - 10Cu; Ји 5-0,05(Ти - 780);

V (Т„ - 700)/Г2-10л с-2Мп 4 ASi- -2Ni),

где Т - температура аустенитизации,

«и С;

5

-ц- врем  нагрева, мин; V - скорость охлаждени , °С/с; С, Мл, Si, N1 Cr, Cu - соответственно содержание углерода, марганцал кремни , никел , хрома, меди в стали, мас.% , скорость охлаждени  от до температуры изотермической выдержки задают равной 80-300°С/с, а изотерми ческую выдержку осуществл ют при температуре нижнего бейнита 0°С в течение 2-5 мин, скорость охлаждени  после изотермической выдержки 10- 00°С/с.

Зависимости дл  определени  параметров термической обработки получены на основании регрессионного анализа большого объема информации о вли нии состава и режима термической обработки на свойства углерод-кремний- марганцевых сталей с содержанием, мас.%: углерод 0,15-0,6J марганец П,,0$ кремний 0,5-2,7.

Выбор температуры и времени нагрева по химическому составу обеспечивает получение в структуре нагретой стали оптимального количества ферри- Та и неравномерного обогащенного аустенита. При подстуживании до 700°С происходит дополнительное выделение феррита и обогащение аустенита углеродом.

При подстуживании до температуры менее /OU°C начинаетс  выделение углерода в виде карбидов, вследствие чего уменьшаетс  обогащение аустенита углеродом и количество остаточного аустенита после термообработки и меньше становитс  пластичность стали.

51

Скорость охлаждени  от до температуры изотермической выдержки должна обеспечить предотвращение распада аустенита по перлитному неха низму. Увеличение скорости охлаждени  более может создать дополнительные термические напр жени  в итоге уменьшить пластичность стали а уменьшение скорости охлаждени  менее ЯО°С/с не обеспечивает предотвращение перлитного распада аустенита , что приводит к уменьшению количества остаточного аустенита и пластичности стали.

Неполна  изотермическа  закалка должна осуществл тьс  при в течение 2-5 мин дл  обеспечени  получени  оптимального количества остаточного аустенита в структуре ста- ли 20%. Повышение температуры изотермической закалки выше 10°С приводит к по влению в структуре стали недостаточно пластичного верхнего

лимение скорости охлаждени  более 00 С, в том числе за счет термических напр жений, приводит к по влению в структуре стали мартенсита и уменьшению ее пластичности.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ отличаетс  тем чтсг температуру нагрева в области, врем  выдержки при этой температуре и скорость охлаждени  от температуры аустенити- зации до 700°С выбирают в соответствии с приведенными уравнени ми, а скорость охлаждени  от 700 С до температуры изотермической выдержки задают равной 80-300°С/с, изотермическую выдержку осуществл ют при С, врем  изотермической выдержки выбирают равным 2-5 мин и скорость охлаждени  после изотермической выдержки - 10-400°С/с.

Пример. Стальной лист толщиной 1 мм из стали 37ПС1, содержа

бейнита и уменьшению количества оста- 25 щей, мае.: углерод 0,37; марганец

точного аустенита, что приводит к уменьшению пластичности стали. Понижение температуры изотермической выдержки ниже 380°С затрудн ет процессы перераспределени  углерода и обогащение аустенита при этой температуре , вследствие чего в итоге уменьшаетс  количество остаточного аустенита в стали и уменьшаетс  ее пластичность .

При выдержке менее 2 мин на изотерме не успевает превратитьс  в бей нит необходимое количество аустенита не успевают пройти процессы обогащени  аустенита, вследствие чего в структуре стали после термообработки по вл етс  мартенситна  структурна  составл юща , уменьшаетс  количество остаточного аустенита и, как следствие , уменьшаетс  пластичность стали после термообработки. При увеличении длительности выдержки на изотерме более 5 мин превращение аустенита по бейнитной реакции проходит в большей степени, вследствие чего количество остаточного аустенита в стали после термообработки уменьшаетс  и уменьшаетс  пластичность стали.

Уменьшение скорости охлаждени  стали после термообработки ниже 10вС/с приводит к дополнительному распаду аустенита и. уменьшению количества остаточного аустенита , что уменьшает пластичность стали. Уве1 , 35} кремний 1,35; никель 0,1 алюминий Л,03; сера 0,016; фосфор 0,008; железо - остальное, нагревали до 775° С в течение 2 мин в печи сопротивлени , выдерживали там 5,2 мин, после чего, вынув из печи, подстужи- вали за счет обдува вентил тором до 700°С/с со скоростью 9°С/с. После того, как температура листа достигла 700еС, лист поместили в сол ную ванну (расплав KNO) с температурой 00 Г. Скорость охлаждени  в ванне от О до kW°C составила 100°С/с. В изотермической ванне образец выдерживали 5 мин , после ие го вынули из ванны и охладили на воздухе до комнатной температуры за счет водовоздушного обдува со скоростью 20°С/с. Из термообрабо- танного таким образом листа изготовили образцы дл  механических испытаний . Испытани  проводили по ГОСТ П701-8А.

Дл  получени  сравнительных данных проводили термообработку и по известному способу.

Режимы термической обработки и механические свойства двух сталей, обработанных по предлагаемому и известному способам приведены в табл.1 и 2 (сталь 1, масД: С 0,37; Мп 1,35; Si 1,35; Ni 01; Al 0,03; S 0,016; P 0,008; железо остальное, сталь 2, мас.%: С 0,19; Si 2,6; Мп 1,78;

Ni 0,1; Al 0,04; S 0,016; P 0,008; железо остальное).

Как видно из табл.1 и 2, предложенный способ термической обработки в сравнении с прототипом обеспечивает достижение более высокой пластичности (как равномерного, и пол- I ного удлинени ) при более высоком уровне прочности.

Экономический эффект складываетс  из увеличени  области применени  высокопрочного листа благодар  существенному увеличению пластичности и в итоге благодар  снижению металлоемкости изделий.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ термической обработки лис- 20 тового проката из кремний-марганцовистой стали, включающий нагрев, выдержку , охлаждение до заданной температуРежимы термической обработки и механические свойства сталей, обработанных по предлагаемому способу

   ры, изотермическую выдержку и окончательное охлаждение, отличающийс  тем, что, с целью увеличе- ни  пластичности стали при сохранении прочности, нагрев ведут до температуры Тн 817-102 -4с - 20,А Мп + + 36,9 Si - 16 Ni + 3 Cr - 10 Cu/C, где С, Hn, Si, Ni, Cr и Си - соответ- ственно содержание углерода, марганца , кремни , никел , хрома и меди в стали в массовых процентах, выдержку осуществл ют в течение времени

   Ј„ 5-0,05 (Ти - 780), мин,

   охлаждение провод т сначала до 700 С со скоростью V « (Тн- 700)/(12 - -10|3 - 2Mn + 4Si - 2Ni),eC/c, затем - со скоростью 80-300°С/с до 380-)10°С, изотермическую выдержку осуществл ют в течение 2-5 мин, а окончательное охлаждение - со скоростью 1U-l OOeC/c

   Таблица 1

   Таблица2

   Режимы термической обработки и механические свойства сталей, обработанных по-известному способу (температура аустенитизации

   820°С)

   П,25 л,25

   500 50D

   Сталь1

   о,зззос

   п.зззсс

   18

   19

   26

   25

   11

   Редактор Н. Келемеш

   Техред А.Кравчук

   Заказ 172Тираж Подписное ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. /5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

   Г/05370

   12 Продолжение табл.2

   Корректор М. Самборска