SU739118A1

SU739118A1 - Method of thermal treatment of rolled articles

Info

Publication number: SU739118A1
Application number: SU762422674A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Спиваков; Владимир Владимирович Лепорский; Владимир Яковлевич Савенков; Виктор Леонидович Барбаров; Иван Герасимович Узлов; Эдуард Алексеевич Орлов; Александр Николаевич Заннес; Марк Самойлович Бабицкий; Владимир Александрович Любимов; Игорь Александрович Антоненко
Original assignee: Институт черной металлургии
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1976-11-22
Publication date: 1980-06-05

Description

II

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к термической обработке прокатных изделий, преимущественно толстых исг тов.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the heat treatment of rolled products, mainly thick metal.

При упрочн ющей термической обработке прокатных изделий, например толстых листов, наиболее ответственной операцией вл етс закалка (ycKopeinjoe охлаждение ниже температуры ATI). Нар ду с получением требуемого уровн и равномерности механических свойств в листе после закалки необходимо обеспечить его высокую плоскостность. В св зи с тем, что механические свойства листовой стали, в основном, определ ютс ее структурным состо нием после охлаждени , а. плосксстиость - уровнем остаточных напр жений, то при охлаждении не удаетс устранить коробление листов даже в том случае, если достигнута удовлетворительна равномерность .механических свойств по площади листа. During hardening heat treatment of rolled products, for example, thick plates, the most critical operation is hardening (ycKopeinjoe cooling below the ATI temperature). Along with obtaining the required level and uniformity of mechanical properties in the sheet after quenching, it is necessary to ensure its high flatness. Due to the fact that the mechanical properties of sheet steel are mainly determined by its structural state after cooling, as well. flatness - by the level of residual stresses, then during cooling it is not possible to eliminate the distortion of the sheets, even if satisfactory uniformity of mechanical properties over the sheet area is achieved.

В св зи с зтим, охлаждение листов до температуры ниже АГ в свободном состо н практически не примен етс .In connection with this, the cooling of the sheets to a temperature below the AG in the free state is practically not used.

Листы закаливают водой в зажатом состо нии в прессах или ролико-закалочных машинах , удержива их от короблени в процессе охлаждени , что однако не гарантирует их планшетность после выдачи из зажимов пресса или роликов машины 1.The sheets are quenched with water in a clamped state in presses or roller-hardening machines, keeping them from warping during the cooling process, which, however, does not guarantee their flatness after being dispensed from the clamps of the press or rollers of the machine 1.

Известньш способ охлаждени листов приводит к их короблению. Обьино предусматриваетс одновременна и равномерна подача охладител на обе охлаждаемые поверхности The known method of cooling the sheets causes them to warp. Obiino provides for a simultaneous and uniform supply of a cooler to both cooled surfaces.

10 листа, однако така подача охладител не гарантирует одинаковых условий охлаждени верхней и нижней поверхности листов,так как при подаче охладител на верхнюю поверхность листа происходит его скапливание, образование 10 sheet, however, such a supply of the cooler does not guarantee the same cooling conditions for the upper and lower surfaces of the sheets, since when the coolant is supplied to the upper surface of the sheet, it accumulates,

15 паровой рубашки, что не только затрудн ет подвод свежего охладител , но и приводит к неуправл емому процессу охлаждени по площади листа. В тоже врем охлаждение нижней поверхности хот и происходит в услови х 15 of the steam jacket, which not only impedes the supply of a fresh cooler, but also leads to an uncontrollable cooling process over the sheet area. At the same time, the cooling of the lower surface, although it occurs under conditions

20 непрерьшной смены охладител , но идет только в местах непосредственного контакта охладител с поверхностью издели , что значительно снижает зффективность охлаждени . 373 Таким образом, при одновременной подаче одинакового количества воды на обе поверхности листа охлаждение нижней поверхности идет менее интенсивно, возникает температурный градиент, привод щий к короблению. Дл его устранени расход воды на нижнюю поверхность листов при закалкед{апример в ролико-закалочных машинах должен быть в 1,4-2,8 раза больше , чем сверху 2, Известен также способ термической обработки листового проката, в котором нагретьш лис подвергают двустороннему охлаждению при его движении и ролико-закалочной машине, причем сопла дл подачи охладител снизу и сверху расположены в шахматном пор дке, в результате чего происходит залаздьтание во времени начала и конца охлаждени одной из поверхностей , причем в устройстве осуществл етс одновременное охлаждение обеих поверхностей листа 3. Однако указанный способ охлаждени не обеспечивает требуемой планшетности листов, поскольку незначительное снижение интенсивности охлаждени по мере удалени потока от сопла к ролику не обеспечивает возрастанз температ}ры переохлажденной поверхности и релаксации напр жений, что вызьшает повышенное коробление. Целью изобретени вл етс обеспечешсе плоскостности издели , преимущественно JMCTOB толщиной 4-50 мм при охлаждении их прежде всего в незажатом состо нии, а также улучшение плоскостности листов охлаждаемых, шшрнмер в ролико-закалочных машинах. Поставленна цель достигаетс тем, что даусгороннее охлаждение ведут отдельными поперечными участками по длине проката таким образом, что при охлаждении одной поверхности каждого участка не охлаждают противоположную , при этом по мере снижени средзиемас совой температуры проката згвеличивают длину участков, определ емых временем охлаждени 0,15-40 с при движении изделий со скоростью 0.1-5 м/с. Диапазон листов по толщине 4-50 мм из низкоутлеродистых марок сталей, обрабатьшаемьк по предлагаемому способу прин т и опро бован исход из реальной необходимости повышат пЛаншетность при закалке. При увеличении толщины листа более 50 мм коробление при закалке незначительно и возможно использование существумщих способов охлаждени . Оптимальные технологические скорости пере мещени составл ют 0,1-5 м/с соответсйенно дл листов толщиной 50-4 мм, так как они согласованы с производительностью cospeNteHных прокатных станов и печей дл нагрева толстых листов. Сущность способа заключаетс в том, что планшетность листов достигаетс не за счет одновременного охлаждени всех площадей (или отдельных участков) верхней и нижней поверхносга лнста, а путем поочередного во времени отбора тепла от смежных участков противоположных поверхностей, т.е. когда производ т охлаждение одной поверхности какого-либо участка листа, то в это же врем не производ т охлаждение противолежащей поверхности этого же участка. При этом длина участка охлаждени определ етс следующей функциональной зависимостью: Ig f (At, 5, V, v , п), где Ig - длина участка охлаждени , м; At - разница температур в начале и в конце охлаждени на участке , °С; 5 - толщина листа, м; V - скорость перемещени листа, м/с; охл скорость охлаждени , град/с; п - число циклов охлаждени . Наиболее удобным технологическим параметром , определ ющим длину участка охлаждени при движении листа с заданной скоростью (0,1-5 м/с) вл етс продолжительность его охлаждени , с: т -5. охл. у При изменении всех факторов в указанных пределах установлены значени указанного параметра (0,1-40 с), позвол ющие при осуществлении предлагаемого способа получить планшетные листы после закалки их в незажатом состо нии. Причина достижени высокой плоскостности листов заключаетс в том, что при охлаждении создаетс задана система остаточных напр жений. При охлаждении поверхности одного участка возникает температурный градиент по длине и сечению листа и, вследствие этого, определенный уровень напр жений одного знака . Аналогичную систему напр жений испытывает участок противотшожной поверхности, смещенный на величину зоны охлаждени . В следующий промежуток времени происходит изменение знака напр жений на указанных участках, что приводит к синусоидальному характеру распределени остаточных напр жений по длине листа. Поскольку уровень напр жений снижаетс на каждом участке в результате разогрева металла после каждого цикла охлаждени , а общее количество тепла, отбираемое от каждой поверхности, оказываетс а итоге одинаковым, то остаточные напр жени по длине изделий20 of the continuous change of the cooler, but only in the places of direct contact of the cooler with the surface of the product, which significantly reduces the efficiency of cooling. 373 Thus, with the simultaneous supply of the same amount of water to both surfaces of the sheet, the cooling of the lower surface proceeds less intensively, a temperature gradient occurs, leading to distortion. To eliminate it, water consumption on the bottom surface of the sheet during hardening {for example, in roller-hardening machines must be 1.4-2.8 times more than on top 2, There is also a known method of heat treatment of rolled sheet, in which heat is subjected to double-sided cooling during its movement and roller quenching machine, the nozzles for supplying the cooler from the bottom and from the top are arranged in a checkerboard order, as a result of which one of the surfaces starts to creep in The simultaneous cooling of both surfaces of the sheet 3 does not provide the required flatness of the sheets, since a slight decrease in the intensity of cooling as the flow moves from the nozzle to the roller does not increase the temperature of the supercooled surface and the relaxation of stresses, which causes increased distortion. The aim of the invention is to ensure the flatness of the product, mainly JMCTOB 4-50 mm thick when cooled primarily in the unlatched state, as well as improving the flatness of sheets cooled, shnrmer in roller quenching machines. The goal is achieved by the fact that the long-sided cooling is carried out in separate transverse sections along the length of the car in such a way that when cooling one surface of each section they do not cool the opposite one, while as the average weight decreases, the length of the areas determined by the cooling time 0.15- 40 seconds when moving products at a speed of 0.1-5 m / s. The range of sheets in thickness of 4-50 mm from low-carbon steels, machined according to the proposed method, is adopted and tested based on real need will increase the length of hardening. With an increase in sheet thickness of more than 50 mm, warping during quenching is insignificant and substantial cooling methods can be used. The optimum technological transfer speeds are 0.1–5 m / s, respectively, for sheets 50–4 mm thick, since they are coordinated with the capacity of cospeNteH rolling mills and furnaces for heating thick sheets. The essence of the method lies in the fact that the flatness of sheets is achieved not by simultaneously cooling all areas (or individual sections) of the upper and lower surfaces of the sheet, but by alternately taking heat from adjacent areas of opposite surfaces, i.e. when one surface of a sheet is cooled, at the same time the opposite surface of the same section is not cooled. The length of the cooling section is determined by the following functional dependence: Ig f (At, 5, V, v, p), where Ig is the length of the cooling section, m; At is the temperature difference at the beginning and at the end of cooling at the site, ° C; 5 - sheet thickness, m; V is the sheet moving speed, m / s; OHL cooling rate, degrees / s; n is the number of cooling cycles. The most convenient technological parameter that determines the length of the cooling section when the sheet is moving at a given speed (0.1-5 m / s) is the duration of its cooling, s: t -5. chilled When all the factors change within the specified limits, the values of the specified parameter are set (0.1-40 s), which allows, when implementing the proposed method, to obtain tablet sheets after quenching them in an unlatched state. The reason for achieving a high flatness of the sheets is that a set of residual stresses is created during cooling. When the surface of one section is cooled, a temperature gradient arises along the length and section of the sheet and, as a result, a certain level of stresses of the same sign. A similar system of stresses is tested by a portion of the anti-shaken surface displaced by the size of the cooling zone. In the next period of time, the sign of the stresses in these areas changes, which leads to a sinusoidal distribution of residual stresses along the sheet. Since the level of stresses decreases at each site as a result of the metal being heated after each cooling cycle, and the total amount of heat taken from each surface turns out to be the same, the residual stresses along the length of the products

573573

оказьшаютс уравновешенными, что и обеспечивает их плоскостность. По мере снижени србднемассовой температуры проката дл достижени требуемого температурного перепада (около 100 С) на смежных участках иеобходимо увеличивать продолжительность их охлаждени в йределах 0,15-40 с при движении изде;шн со скоростью 0,1-5 м/с, что вызывает увеличение длины охлаждаемых участков.appear to be balanced, which ensures their flatness. As the rolling temperature of the mass decreases to achieve the required temperature difference (about 100 ° C) in adjacent areas, it is necessary to increase the duration of their cooling in limits of 0.15–40 s during movement of the article; increase the length of the cooled sections.

Таким образом предлагаемый способ исклю чает необходимость зажати изделий, что значительно .повышает технологичность процесх:а термообработки , так как позвол ет закаливать листы в потоке стана без применени роликозакалочных машин. Очевидно, что по схеме создани напр женного состо ни в металле способ сходен с вли нием многовалковых правильных машин и позвол ет снизить вредное вли ние на коробление таких факторов, как разнотолшйнность, ликваци химического со- става и др., воздействие которых при других способах учесть невозможно.Thus, the proposed method eliminates the need to clamp the products, which significantly improves the processability of the processes: and heat treatment, since it allows the sheets to be hardened in the mill stream without the use of roll hardening machines. Obviously, according to the scheme of creating a stressed state in a metal, the method is similar to the influence of multi-roll straightening machines and reduces the harmful effect on the distortion of such factors as heterogeneity, liquation of the chemical composition, etc. is impossible.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы осуществлени предлагаемого способа.FIG. 1 and 2 show the schemes for carrying out the proposed method.

Пример. Лист, нагретый до температуры аустенитизации, перемещаетс со скоростью 0,1-5 м/с через верхние закалочные секции 1-3 (фиг. 2), после каждой из которых вода удал етс П1жнудительно с поверхности листа боковыми форсунками, благодар чему создаютс услови дл разогрева переохлажденного участка поверхности. Аналогичные услови создаютс при охлаждении нижней поверхности листа закалочными секци ми 4-6. При этом охлаждение верхней и нижней поверхности происходит отдельными поперечными j участками по длине, причем продолжительность охлаждени на каждом участке составл ет 0,15-40 с и возрастает по мере снижени среднемассовой температуры .Example. The sheet heated to the austenitization temperature moves at a speed of 0.1–5 m / s through the upper quenching sections 1–3 (Fig. 2), after each of which water is removed, from the surface of the sheet by side nozzles, thereby creating heating of the supercooled surface area. Similar conditions are created when the lower surface of the sheet is cooled by quenching sections 4-6. In this case, the cooling of the upper and lower surfaces occurs in separate transverse j sections along the length, with the cooling time in each section being 0.15-40 s and increasing with decreasing average mass temperature.

В таблице прнведеиы конкретные параметры дл реализации.предлагаемого способа.In the table there are specific parameters for the implementation of the proposed method.

Примечание. п - уточн етс в зависимости охлаждени .Note. n - refined according to cooling.

Указанный способ охлаждени может быть осуществлен также за счет ручной или автоматической подачи охладител на обе поверхности по заданной программе (см. таблицу) при непрерьюном расположении охлаждающих устройств .This cooling method can also be carried out by manually or automatically supplying a cooler to both surfaces according to a predetermined program (see table) with the continuous arrangement of cooling devices.

При попадании движущегос листа в зону действи верхней секции 1 температура поверхиости снижаетс за врем TI до температуры TI (см. фиг. 1). Далее за врем rj происходит разогрев верхней поверхности и одновременно охлаждение нижней, в последующие периоды Тз Г4, .-., г цикл повтор етс . В этом случае разогрев одной поверхности при разогреВ€ происходит только во врем охлаждени противолежащей, однако полного выравнивани температуры по сечению листа при закалке не происходит (см. кривые а, б фиг. 2).When a moving sheet enters the zone of action of the upper section 1, the surface temperature decreases over time TI to temperature TI (see Fig. 1). Then, during the time rj, the heating of the upper surface occurs and at the same time the cooling of the lower one, in subsequent periods of Tz G4, ..., r, the cycle repeats. In this case, the heating of one surface during heating is only during the cooling of the opposite one, however, the full temperature equalization over the section of the sheet does not occur during quenching (see curves a, b of fig. 2).

Закалке подвергают листы из сталей с малой устойчивостью аустенита преимущественно из низкоуглеродистых и иизколегироваиных марок.Sheets made of steels with low austenite resistance are predominantly quenched from low carbon and izkolevirovyh brands.

Дл создани преобладающего уровн напр жений одного знака за каждый цикл охлаждени температурный перепад между поверхност ми должен составл ть не менее 100° С. Поэтому, при закалке листов с высокой планшетностью по предлагаемому способу от 900-1000° С до 400-300° С максимальное число циклов охлаждеии составл ет 6-8, причем с увеличеюсем толщины листа количество циклов сокращаетс до двух.In order to create the prevailing level of stresses of the same sign for each cooling cycle, the temperature difference between the surfaces should be at least 100 ° C. Therefore, when quenching sheets with high flatness by the proposed method from 900-1000 ° C to 400-300 ° C, the maximum the number of cooling cycles is 6-8, and as the thickness of the sheet increases, the number of cycles decreases to two.

Claims

When testing the advanced method under industrial conditions of mill 3600 of the plant from the 773 Azovstal system used, sheets of 07G2FB, 17: G2AF and other steel with a thickness of 16 mm were subjected to hardening from rolling heating in an unlatched state while moving them at a speed of 0.3 m / c at a cooling rate of 30 degrees / s. The sheet, 12 m long, 2.1 m wide, for the first cycle was cooled over its entire width only at the top of a 6 m section and then cooled at the bottom, with the cooling time in the cycle being 20 s. After quenching, the flatness of the sheets was at the level of the rolled state. EXAMPLE 2. The sheets of Example 1 are cooled, but additional pauses Ta, T4, Te are introduced after each cooling cycle, which are necessary to align the teleshtera over the section of the sheet (see curves a, b of figure 2, which is required for quenching sheets of alloyed steels with high austenite resistance. After quenching, the sheets undergo tempering to obtain the required level of high-speed and plastic properties. Invention The method of heat treatment of rolled products, mainly 4-50 mm thick sheets, including austenization and Belt-sided cooling, characterized in that, in order to improve flatness, cooling is carried out in separate transverse sections along the length of the car in such a way that, when cooling one surface of each section, the opposite is not cooled, while reducing the day-time temperature of the rolled product increases the length of the transverse sections determined by the cooling time of 0.15-40 seconds when rolling the car at a speed of 0.1-5.0 m / s. Sources of information taken into account in the examination 1.Rayces V. B. Thermal processing at the meta-metallurgical plants, Metallurgists, 1971, p. 82-83.

2.G. Metallurgists, 1975, No. 9, p. 29.

3. USSR author's certificate number 407964, cl. From 21 D 9/46, 1970.

.

ъ

ES

ihlH

| yShzh9N |

3

.mfxal