SU1735391A1 - Способ изготовлени проката из углеродистых и легированных сталей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к производству проката повышенной прочности и пластичности, подвергаемого холодной штамповке, высадке или выт жке. Цель изобретени  - повышение прочностных и пластических свойств. Сталь, содержащую 0,31 % С, 1.64% Мп, 1.23% Si, 1,2% Сг, подвергали гор чей прокатке при 980°С на круг диаметром 10 мм, охлаждали до 650°С, деформировали на 25% до диаметра 8,2 мм, выдерживали при 650°С в течение 210 с и деформировали на 40% до диаметра 6,05 мм, окончательное охлаждение выполн ли со скоростью 385 град/с. сл

Description

Изобретение относитс  к области термической обработки стали и может быть использовано при производстве проката повышенной прочности и пластичности, подвергаемого холодной штамповке, высадке или выт жке.

Известен способ, заключающийс  в пластической деформации при температурах на 10-40°С выше точки ACT и охлаждении на воздухе.

Недостаток приведенного способа - достижение низких пластических и прочностных характеристик, как правило не выше 20-25% удлинени  при 500-600 Н/мм2 прочности.

Известен также способ производства калиброванной стали дл  холодной высадки , включающий гор чую прокатку, охлаждение со скоростью больше критической до 710-500°С, охлаждение на воздухе, волочение со степенью 21-40% за один проход, отжиг при 550-700°С в течение 2-5 ч.

Недостаток приведенного способа - низкие прочностные свойства 450-500 Н/мм , при пластических на уровне 20- 23%.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и получаемому эффекту  вл етс  известный способ, по которому прокатывают сталь на черновой и промежуточной группе клетей стана гор чей прокатки, после прокатки в первой чистовой клети катанку быстро охлаждают до 500-850°С, затем подвергают ее пластическому деформированию во второй чистовой клети со степенью деформации 20-80% и охлаждают в состо нии пластического деформировани  (предполагаетс  со скоростью выше критической), осуществл   превращени  в структуре.

чд

00

СЛ Ы Ю

Недостаток приведенного способа - низкие прочностные и пластические свойства после охлаждени  до температурного ин- тервала 850-727°С и последующей обработки, так как получают структуру, близкую гор чекатаному состо нию. После же охлаждени  до температур 700-500°С и последующей обработки при повышенных прочностных свойствах отмечаетс  снижение пластичности, что обусловлено неодно- родностью распределени  деформации после обжати  на 20-80% за один проход.

Цель изобретени  - повышение прочностных и пластических свойств металла.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему гор чую прокатку, охлаждение до температуры 700...500°С, пластическую деформацию, окончательное охлаждение со скоростью выше критической, деформацию ведут со степенью 20...40%, затем провод т выдержку в течение 5...600 с, и повторно деформируют со степенью 20...40%.

Способ осуществл ют следующим образом .

Прокат, например круг, после гор чей прокатки подвергают охлаждению до температуры 700-500°С, далее следует обжатие на величину 20-40%, после этого осуществл ют выдержку при температуре деформации в течение 5-600 с, затем повторное деформирование на величину 20- 40% и окончательное охлаждение со скоростью выше критической.

После гор чей деформации охлаждение до температур 700-500°С осуществл ют со скоростью, предотвращающей распад аус- тенита. При температурах ниже Aci (700- 500°С) осуществл ют деформацию полностью аустенитной структуры на вели- чину 20-40%. При этой операции вводитс  необходимое количество дефектов кристаллического строени , что приводит при последующей выдержке к достижению требуемого распада аустенита, т.е. выделе- нию необходимого (в зависимости от комплекса свойств) количества ферритной фазы. В результате предлагаемой операции разделени  деформировани  достигаетс  более мелкодисперсна  и равномерна  структура металла по сечению проката. При этом одинаковому уровню прочностных свойств соответствуют более высокие значени  пластических характеристик по предлагаемому способу.

Деформаци  со степен ми менее 20% нецелесообразна из-за возможности попадани  в интервал критических деформаций, что привело бы к ухудшению комплекса свойств (в первую очередь пластичности) изза неравномерности развити  процессов рекристаллизации. Деформаци  более 40% нежелательна ввиду возможного суммировани  с деформацией (20-40%) после выдержки . При этом могут возникнуть необратимые дефекты, такие как субмикрот- рещины.

Введение выдержки металла после обжати  (на величину 20-40%) позвол ет сформироватьс  мелкозернистым полиэдрическим структурам феррита и аустенита, а также избавитьс  от незначительных тем- пературно-деформационных неоднороно- стей металла.

Выдержки менее 5 с недостаточно дл  выделени  ощутимого количества феррита, который способен оказывать вли ние на комплекс свойств. Увеличение длительности более 600 с привело бы к распаду остав- шегос  аустенита по перлитному механизму, и, как следствие этого, - получение низкого уровн  прочностных свойств.

После выделени  заданного количества структурно свободного феррита, определ ющего пластичность стали, прокат подвергают повторному деформированию на величины 20-40%. В процессе указанной операции вводитс  дополнительное количество дефектов кристаллического строени , как в феррит, так и в аустенит, что приводит к диспергированию структуры фаз (по сравнению с известным способом) и как следствие этого - до снижени  более высоких прочностных и пластических свойств.

После повторной деформации на 20- 40% прокат сразу же охлаждают со скоростью выше критической дл  превращени  аустенита в мартенсит. При охлаждении с меньшей скоростью встали происходит распад аустенита по диффузионному механизму . Это приведет к формированию феррито-перлитных структур, что ухудшит соотношение прочностных и пластических свойств металла.

Повторна  деформаци  со степенью менее 20% близка к критическому значению - когда может наблюдатьс  аномальный рост зерен феррита, и, как следствие, - существенна  разнозернистость и снижение пластичности . При деформации более 40%, после малых по длительности пауз, немногим более 5 с, можно наблюдать частичное наследование предыдущей деформации, а при суммировании существенно возрастает веро тность возникновени  субмикронеод- нородностей, привод щих в конце обработки к микротрещинам.

П р и м е р 1. Сталь, содержащую С 0,2; Мп 1,7; Si 1,2; СгО,95, после гор чей прокатки при 950°С на диаметр 8 мм охлаждали до

700°С, деформировали на 20% (на диаметр 7,2 мм) выдерживали при 700 С в течение 5 с, повторно деформировали на 20% (на диаметр 6,15 мм), охлаждали со скоростью 430 град/с. После обработки сталь обладала свойствами: предел текучести (ov) 495 Н/мм2, предел прочности (сгв ) 725 Н/мм2, относительное удлинение (6)22%. Механические свойства болтов после холодной высадки из подката с указанным комплексом свойств составили: (OT ) 920 Н/мм2, (OB ) 1043 Н/мм2, д 11 %, что соответствует комплексу свойств болтов, винтов и шпилек, изготавливаемых из стали ЗОХГСА.

П р и м е р 2. Листовую сталь, содержащую , %: С 0,1; Мп 0,83; Si 1; СгО,3, подвергали гор чей прокатке при 986°С на толщину 8 мм охлаждали до 700°С, деформировали на 40% (до толщины 4,8 мм) выдерживали 600 с, повторно деформировали на 40% (до толщины 3,08 мм), охлаждали со скоростью 480 град/с. После обработки получили свойства: От 595 Н/мм2, ов 860 Н/мм2, д 28,1%, что соответствует требовани м , предъ вл емым к гор чекатаной листовой стали 08ГС10Т, предназначенной дл  глубокой выт жки.

Примерз. Листовую сталь 09Г2С подвергали гор чей прокатке при 967°С на толщину 8 мм, охлаждали до температуры 500°С, деформировали на 30% (до толщины 5,6 мм) выдерживали при этой температуре 10с, повторно деформировали на 40% (до толщины 3,4 мм), охлаждали со скоростью 390 град/с. После обработки свойства составили: От 650 Н/мм2, Ов 778 Н/мм2, , что превосходит требовани , предъ вл емые к стали 12Х2НМФА.

П р и м е р 4. Листовой прокат из стали 10ГС2 подвергали гор чей прокатке при температуре 959°С на толщину 10 мм, охлаждали до 550°С, деформировали на 35%, выдерживали при этой температуре 12 с, повторно деформировали на 30%, охлаждали со скоростью 420 град/с. Свойства составили: От 740 Н/мм2, Ов 1033 Н/мм2, б 15%, что соответствует свойствам листов

из сложнолегированной стали 12Х2НМФА специального назначени .

П р и м е р 5. Сталь, содержащую, %: С 0,31; Мп 1,64; Si 1,23; Сг 1,2. подвергали

гор чей прокатке при 980°С на круг диаметром 10 мм, охлаждали до 650°С, деформировали на 25% (на диаметр 8,2 мм), выдерживали при 650°С в течение 210 с, повторно деформировали на 40% (на диаметр 6,05 мм), охлаждали со скоростью 385 град/с. Свойства составили: ov 570 Н/мм2 , Ов 795 Н/мм2, ,8%. После холодного волочени  на 70% получили проволоку диаметром 3,5 мм, котора  по прочностным свойствам ( От 960 Н/мм2, ов 1100 Н/мм2)превосходит проволоку класса Врп-1 (на 250 Н/мм ), предназначенную дл  изготовлени  железобетонных конструкций.

Приведенные примеры иллюстрируют, что использу  предлагаемый способ можно получать прокат из мало- и среднеуглероди- стых, низколегированных сталей с высокой деформируемостью и высокими значени ми

прочностных и пластических характеристик.

Так, р дова  низкоуглеродиста  сталь, обработанна  по предлагаемому способу (пример 1), отвечает требовани м, предъ вл емым к среднелегированной стали ЗОХГСА, а обработка низколегированной стали, такой как, например, 09Г2, 09Г2С, позвол ет заменить сталь сложнолегиро- ванную, специального назначени  12Х2НМФА (примеры 3 и 4).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  проката из углеродистых и легированных сталей, включающий гор чую прокатку, охлаждение до 700-500°С, пластическую деформацию,

   окончательное охлаждение со скоростью выше критической, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочностных и пластических свойств, деформацию ведут со степенью 20-40%, затем провод т выдержКу в течение 5-600 с и повторно деформируют со степенью 20-40%.