SU1731837A1 - Способ термической обработки проката - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к термической обработке проката из углеродистых и низколегированных сталей . Цель изобретени  - повышение пластичности металла. Способ включает циклическое охлаждение до 650-500°С, второй цикл начинают при достижении температуры поверхности (Aci+ 40°C) - (Асз - 10°С), третий и последующие циклы - при (Aci+40°C)-700°C, окончательное охлаждение ведут на воздухе. Способ позвол ет повысить пластичность подката и эксплуатационную стойкость деталей. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к прокатному производству и может быть использовано при термической обработке подката дл  холодного волочени  из углеродистых и низколегированных сталей с использованием тепла прокатного нагрева.

Известен способ термической обработки подката с использованием тепла прокатного нагрева, включающий ускоренное охлаждение до температуры смотки 620- 670°С, позвол ющий получить сорбитную структуру.

Недостаток данного способа заключаетс  в том, что он не всегда обеспечивает пластичность, необходимую дл  безобрывного волочени . Причиной этого  вл етс  то, что способ не оговаривает температурные режимы в процессе каждого цикла, в результате чего поверхностный пластичный слой имеет недостаточную глубину.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ термической обработки,

Чи

Ё

включающий циклическое охлаждение до 650 500°Сс переохлаждением поверхности на глубине 0,05-0,3 мм ниже точки Мн в процессе каждого цикла с охлаждением при втором и последующем циклах при достижении поверхностью температуры 650-500°С.

Однако при осуществлении способа достигаетс  недостаточный уровень пластичности стали дл  производства изделий ответственного назначени , например проволоки дл  холодной высадки, что обусловлено наличием в поверхностном слое сорбита.

Цель изобретени  - повышение пластичности проката за счет формировани  поверхностного сло  зернистого перлита.

Цель достигаетс  тем, что согласно способу , включающему термоциклирование до достижени  среднемассовой температуры 650-500°С путем охлаждени  и нагрева в процессе каждого цикла и дальнейшее охлаждение до комнатной температуры, в проVI

СО 00

со

vj

цессе первого цикла производ т переохлаждение поверхности на глубине 0,05-0,3 мм ниже точки Мн, затем ведут нагрев до достижени  поверхностью температуры (Ас1+40°С)-(Асз-10°С), второй и последую- щий нагревы осуществл ют до (Aci+40°C)- 700°С, охлаждение поверхности при втором и последующих циклах провод т до температуры (МН+50°С)-5000С.

Способ осуществл ют следующим об- разом.

При первом цикле охлаждени  ниже точки Мн в поверхностном слое образуетс  мартенсит. После окончани  охлаждени  происходит нагрев поверхностного сло  за счет тепла центральных слоев проката до температур (Ас1+40°С)-(Асз-Ю°С) с целью частичной ауст-енизации.

При температурах ниже (Aci+40°C) из- за высокой скорости разогрева поверхно- сти аустенизаци  поверхностного сло  пройти не успевает, При разогреве выше (Асз-10°С) проход т полна  аустенизаци  и растворение карбидов в стали и при последующем охлаждении образуетс  структура пластинчатого перлита, котора  имеет недостаточную пластичность. После первого цикла охлаждени -нагрева структура поверхностного сло  будет состо ть из аусте- нита и зародышей карбидов, которые и служат в дальнейшем центрами дл  роста сферических карбидов.

Второй и последующий нагревы осуществл ют до (Aci+40°C)-700°C. Разогрев выше (Aci+ 40°С) недопустим во избежание протекани  процесса аустенизации и растворени  карбидов, что приведет к получению пластинчатого перлита с недостаточной пластичностью . Скорость сфероидизации карбидов определ етс  диффузией углерода в стали и с понижением температуры уменьшаетс . При разогреве до температуры ниже 700°С из-за малого времени выдержки сфе- роидизаци  карбидов пройти не успевает и в стали образуетс  структура пластинчатого перлита.

Охлаждение поверхности на втором и последующих циклах ведут до темп-ератур (МН+50°С)-500°С.

Охлаждение ниже температур (МН+50°С) недопустимо во избежание закалки поверхности и ухудшени  пластических свойств металла. Охлаждение выше 500°С не обеспечит достаточный отбор тепла , необходимый дл  завершени  процес- сов охлаждени .

На последующих циклах охлаждение ведут аналогично. Циклическое охлаждение провод т до достижени  среднемассовой температуры 650-500°С, при которой завершаетс  перлитное превращение, и затем металл охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

По окончании термической обработки проката в соответствии с указанным способом формируетс  двухслойна  структура, состо ща  из поверхностного сло  зернистого перлита глубиной 0,05-0,3 мм и центрального сло , состо щего из тонкопластинчатого перлита и сорбита.

Предлагаемый способ был осуществлен при производстве бунтового проката диаметром 7 мм из сталей марок 30 и ЗОХ на непрерывном стане 250. Температура проката перед охлаждением составл ла 1000-1030°С. Охлаждение металла осуществл ли на участке между чистовой клетью стана и моталками. Лини  охлаждени  состоит из четырех охлаждающих устройств с участками воздушного охлаждени  между ними. Ускоренное охлаждение производ т путем подачи воды под давлением 1,6 МПа в охлаждающие устройства. Интенсивность охлаждени  регулируют путем изменени  расхода воды. На участках воздушного охлаждени  производитс  разогрев поверхностных слоев и выравнивание температуры по сечению.

В первом охлаждающем устройстве производ т переохлаждение поверхности на глубине 0,05-0,3 мм ниже точки Мн. Дл  контрол  режима охлаждени  расчетным путем определ ют температуру поверхности металла после первого цикла охлаждени , котора  обеспечивает переохлаждение металла ниже точки Мн на заданную величину . Дл  стали 30 точка Мн составл ет 380°С. При этом дл  осуществлени  переохлаждени  ниже точки Мн на глубине 0,05 мм температура после первой стадии составл ет 370°С, а дл  обеспечени  глубины переохлаждени  0,3 мм - 330°С. Температуру поверхности контролировали с помощью автоматического пирометра и дополнительно определ ли глубину закаленного поверхностного сло  путем металлографических исследований микроструктуры стали,

На участке воздушного охлаждени  поверхностный слой металла разогревалс  за счет тепла внутренних слоев. Рассто ние между первым и вторым охлаждающими устройствами обеспечивало разогрев поверхности до 770-810°С. Критические точки стали 30 равны Aci 730°С, Асз 820°С. Дополнительно интенсивность разогрева регулировалась путем принудител- ной подачи сжатого воздуха. После охлаждени  во втором охлаждающем устройстве температура поверхности была в пределах 430- 500°С. Третье охлаждающее устройство

было установлено на рассто нии, обеспечивающем разогрев металла до 700-770°С. Охлаждение производили до достижени  поверхностью температуры 430-500°С.

Аналогичным образом сталь охлажда- лась и в четвертом охлаждающем устройстве .

Температура металла после смотки в бунты составл ла 500-650°С. Дальнейшее охлаждение до комнатной температуры осу- ществл ли на воздухе. Дополнительно были проведены опытные режимы, в которых параметры охлаждени  устанавливались за граничную область, указанную в предлагаемом способе. Результаты экспериментов сведены в таблицу.

Использование предлагаемого способа циклического охлаждени  подката позвол ет сформировать поверхностный слой зернистого перлита и дает по сравнению с известными способами следующие преимущества: повышение технологической пластичности стали, что обеспечивает безобрывное волочение проволоки, и увеличение выхода годного готовой метизной

продукции, подвергаемой в дальнейшем деформации , например проволоки дл  холодной осадки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ термической обработки проката преимущественно из углеродистых и низколегированных сталей с использованием тепла прокатного нагрева, включающий термоциклирование до достижени  средне- массовой температуры 650-500°С путем охлаждени  и нагрева в процессе каждого цикла и дальнейшее окончательное охлаждение до комнатной температуры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  пластичности стали путем формировани  поверхностного сло  зернистого перлита, в процессе первого цикла производ т переохлаждение поверхности на глубине 0,05-0,3 мм ниже точки Мн, затем ведут нагрев до достижени  поверхностью температуры (Ас1+40°С)-(Асз-10°С), второй и последующие нагревы осуществл ют до (Aci+40°C)- 700°С, охлаждение поверхности при втором и последующих циклах провод т до температуры (МН+50°С)-500°С.

   зернистый перлит в центре сорбит

   8 св зи с сильным переохлаждением в первом цикле тепла центральных слоев не достаточно дл  разогрева поверхности выше 770вС.

   Из-за низкой скорости охлаждени  температура металла после смотки составл ет .