Способ термической обработки горячекатаных толстых листов Советский патент 1983 года по МПК C21D1/78 C21D3/06 C21D9/46 

со ел

СП

со Изобретение относится к термической обработке, а именно к способам термической обработки толстолис товой стали- после горячей деформации для предотвращения флокенообразо вания. Известен способ термической обработки горячекатаных толстолисто вых сталей, согласно которому для снижения твердости., внутренних напряжений и предупреждения флокено образования листовую сталь подвергают предварительной термической обработке . - отжигу при 600 г ,700с |;ij. . . Однако .произвести глубокое удаление водорода из стали невозможно, несмотря на длительные выдержки {12-20 ч,), в связи с относи.тельно высокими равновесными сор Удержаниями водорода в металле при этих температурах. Такой режим термической обработки не всегда обеспечивает иммунитет к флокено-, образованию. Наиболее .близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является способ те мической обработки листовой стали :5ХВ2С, заключающийся в том, что .ох лаждение листов после прокатки производят в печи с 600-500 до 150-100 с со скоростью ;70-50 °С/ч 2 . Недостаток известного способа заключается в том, что замедленное -охлаждение не обеспечивает глубоко го удаления водорода из стального лист.а и полностью не предотвращает флокенообразование в стали. Кр.оме того, замедленное охлаждениелисто вого проката требует длительного .времени термической обработки, что задалживает оборудование. Цель изобретения - предотвращен флокенообразования за счет глубоко го удаления водорода, а также умен шение времени обработки. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термичес .кой обработки горячекатаных толсты листов, преимущественно из хромокремневольфрамовых сталей, включаю щему регламентированное охлаждение с температуры ниже точки Дг посл горячей пластической деформации, после горячей деформации проводят выдержку при А| - (40-60 С) в те чение 40-60 мин, затем ведут охлаж дение со скоростью 500-700 °С/ч до 20Х)-150 ° С, после чего осуществляю нагрев до (40-60 с), выдерж ку в течение 20-35 мин, а охлажден ведут на воздухе. Кроме того, нагрев до АС-,(40-60 °С) ведут S течение 2-3 мин на 1 мм толщины листа. Охлажцение металла после прокаткк до температуры на 40-60 С ниже точки /АГ, и выдержка в течение 40-60 MHHf сопровождаются значительным снижением внутренних напряжений и ускоренным удалением из металла в результате фазовых превращений. При охлаждении стали меньше,, чем на 40 ° С ниже точки At в связи с большей устойчивостью переохлажденного аустенита, возможно линь частичное у - сС-превращение в стали.. В связи с тем, что в ГЦК-решетке растворимость водорода значительно выше чем в ОЦК-решетке, это не обеспечивает глубокую дегазаци-ю металла« При охлаждении стали больше чем на 60 С ниже точки Лг , снижае:тся коэффициент диффузии атомов водорода, что приводит к существенному. удлинен-ию необходимой выдержки металла, при этой температуре, Вы,цержка стали при темпер атуре на 40-60 С ниже точки Лг,мен-ьше 40 мин малоэффективна, поскольку этого времени недостаточ но для снятия внутренних напряжений и установления равновесной концентрации водорода в металле. Увеличение времени выдержки более 60 мин непроизводительно, поскольку дальнейшая выдержка при этой температуре приводит к очень незначительному дoпoлнитeльнo ty выделению водорода из стали. Охлаждение стали со скоростью, большей 700 С/ч, вызывает коробление листов. Охлаждение стали со сторостью меньше 500 ° С/ч нерационально, .поскольку увеличивается время произвоственного цикла переработки листового проката. Охлаждение стального листа: до температуры ниже 150 °С недопустимо, так как известно, что при снижении температуры ниже 150 °С растворимость водорода в стали резко уменьшается, а водород в значительной степени: перераспределяется по дефектам металла и молизуется. Молекулярныйже водород термической обработкой лить невозможно. Охлаждение стального листа, дс температуры выше 200 °С снижает перепад температур между поверхностью и внутренними слоями листов при последующем их нагреве, что приводит к снижению скорости выделения водорода из Металла, Пос.пе охлаждения стали до температуры 200-150 с производится ее нагрев до температуры на 40-60 С ниже точки Ас, из расчета 2-3 мин на 1 мм толщины листов. Для достижения оптимального эффекта удаления водорода из стали необходимо создать максимальный градиент температур между поверхностью и внутренними слоями листов. Повышение температуры увеличива диффузионную подвижность атомов водорода, что способствует возраст нию скорости десорбции водорода из металла. Кроме того, при повышении температуры листов от 150-200 поверхность листов имеет значи тельно более высокую температуру, чем- внутренние слоИд| Поэтому раство римость водорода в поверхностных слоях лисогон существенно выше, осо бенно в начальный момент помещения проката в нарревательную печь, чем во внутренних слоях, что приводит к ускоренной диффузии водорода из внутренних слоев к поверхности и .десорбцииего из стали. Учитывая, что листы в печь загружаются пакета ми, указанный эффект усиливается, В процессе выравнивания температуры по толщине листов скорость десорбци снижается за счет уменьшения различия в растворимости водорода и зату хает, когда температура по толщине листов снановится постоянной. .Длительность нагсева стали меньш 2 мин на 1 мм толщины листа недопус ма, поскольку достижение одинаковой температуры по толщине листов проис ходит быстрее и эффект десорб.ции водорода за счет снижения времени в различии растворимости в поверхност ных и внутренних слоях металла осла бевает, Длительность нагрева стали больше 3 мин на 1 мм толщины листа нерациональна, так как снижается производительность промышленных печей и агрегатов. По достижении температуры на 40-60 °С ниже точки Лс сталь подвергают вьвдержке в течение 20-35 мин для усреднения водорода в объем металла., Выдержка стали более 35 мин неце лесообразна, поскольку в металле диффузионные процессы перераспределения водорода .фактически прекращаю ся, а при вьвдержке стали менее 20 мин эти процессы в металле еще имею место, что не предотвращает локальных сегрегации водорода, представляющих опасность флокенообразования в стали. .При температуре выдержки металла более чем на Дс - 40 С возмо.жно -образование локальных участков аустенита, что приводит к увеличению в них содержания водорода и, при последующем охлаждеь ии способствует появлению флокенов.. Пря температуре выдержки стали менее чем на 60 С снижается градиент температур при нагреве металла, уменьшается скорость выделения водорода и эффективность его удаления.. После вьлдержки металла в печи производится его охлаждение на воздухеС Пди этом не происходит коробление листов и не задалживается технологическое оборудование. Пример., Термическая противофлокенная обработка лист.ов-проводилась известному и предлагаемому способам. По известному способу, листы стали 5ХВ2С толщиной 30 мм после прокатки загружались в термическую печЬ при 600 С и затем охлаждались в печи со скоростью &0°С/ч, Длительность термической обработки составляла .10 ч. По предлагаемому способу после прокатки листы загружались в печь при 720 °С ( Аг ч770 С) температура печи - АР - 50 ° С) и выдерживались в течение 45 мин, .После выдержки .листы охлаждались сжатым воздухом со скоростью 600 ° С/ч до 150 ° С, а зате.м помещались в термическую печь с температурой 720 ° С (Ас г780 С температура печи - Лс - 60 С). Вьщержка в печи производилась в те- , чение 100 мин (2,5 мин на 1 мм толщины листа и выдержка .длительностью 25 ГЗгн) , после чего охлаждение лисг; тов производили на воздухе. Результаты испытаний металла приве,цены в таблице, При концентрации водорода, чанной по предлагаемому способу,. флокекы в металле отсутствуют. Кроме TorOf время термической обработки также существенно уменьшается, Технико-экономический эффект от спользования изобретения за дчет странения брака по флоке.нам состаит.9 ,,08 руб на 1 т.

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ТОЛСТЫХ ЛИСТОВ, преимущественно из хромокремневольфрамовых сталей, включающий регламентированное охлаждение с температуры ниже Аг после горячей пластической деформации, отличающийся тем, что, с целью предотвращения флокенообразования за счет глубокого удаления водорода, а также уменьшения времени обработки, после горячей деформации проводят выдержку при Аг