Способ термической обработки толстых листов из малоуглеродистых низколегированных сталей Советский патент 1991 года по МПК C21D1/78 C21D9/46 

СП

С

Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при термической обработке толстых листов из малоуглеродистых низколегированных сталей. Целью является повышение пластичности проката при сохранении его прочностных и вязких свойств. Для этого после первого нагрева до температуры аустенитизации и охлаждения до 550 - 600°С со скоростью 20 - 60°С/с и далее на воздухе до 300 - 500°С проводят повторный нагрев с этой температуры с удельным временем 0,4 - 0,6 мин/мм до Ас₃ - /50 - 90/°С, а охлаждение на воздухе - до цеховой температуры. 2 табл.

Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при термической обработке толстых листов из малоуглеродистых низколегированных сталей.

Целью изобретения является повышение пластичности проката при сохранении его прочностных и вязких свойств.

Охлаждение с первого нагрева от температуры аустенитизации (например, 920°С преимущественно с прокатного нагрева) до 550-600°С со скоростью 20-60°С/с и далее на воздухе-до 300 -500°С приводит к распаду аустенита с образованием смеси равномерно ориентированного феррита и мелкокристаллических бейнито-мартенсит- ных структурных составляющих, которые в процессе самоотпуска на воздухе от температур конца охлаждения 550-600°С превращаются в сорбитные структуры. Этот

конгломерат структур обладает высокой прочностью и ударной вязкостью и недостаточной пластичностью

Дальнейшее охлаждение на воздухе до 300-500°С необходимо ввиду того, что это позволяет снять наведенные остаточные напряжения, обеспечить указанную температуру металла листов для повторного нагрева.

Повышение пластичности проката при сохранении его прочностных и вязких свойств достигается повторным нагревом до температуры Асз - (50-90)°С с удельным временем 0, 4-0,6 мин/мм с последующим охлаждением на воздухе до цеховой температуры.

При этом нагрев до указанных температур обеспечивает неполную перекристаллизацию листовой стали, происходит образование большого количества центров

О

о о ел

СП

со

перекристаллизации, которые при дальнейшем охлаждении на воздухе превращаются в мелкодисперсные перлитные структуры, способствующие высокой пластичности.

Эти структуры в сочетании с ранее полученными сорбитными структурами и мелкодисперсным ферритом обладают высокой пластичностью в сочетании с высокой прочностью и ударной вязкостью.

При неполной перекристаллизации стали при форсированном нагреве с удельным временем 0,4-0,6 мин/мм не успевает вырасти крупное зерно в стали, сталь остается мелкозернистой, ее прочностные и вязкие свойства сохраняются.

Нагрев до температуры Асз - (50-90)°С с последующим охлаждением на воздухе обеспечивает распад аустенита по перлитной кинетике.

Сравнение известного и предлагаемого способов термической обработки проведено в сопоставимых условиях.

Для этого использовали низколегированную сталь 09Г2С. Сталь в карточках размером 20 х 200 х 250 мм подвергали упрочняющей термической обработке по предлагаемому способу: с температуры нагрева под аустенитизацию 920°С производили охлаждение в воде до 570°С со скоростью 40°С/с и далее на воздухе до 400°С, затем осуществляли повторный нагрев с удельным временем 0,5 мин/мм до температуры 800°С (Асз - 70°С) и производили охлаждение карточек на воздухе до цеховой температуры 20°С.

Термообработку по известному способу (а.с. Мг 954446) проводили следующим образом: нагрев под аустенитизацию до 930- 940°С, закалка с этой температуры в воде, затем закаленные карточки подвергали повторному нагреву в печи со скоростью 1,3°С/с ( 0,5 мин/мм) до 800°С, затем охлаждали на воздухе до 20°С и нагревали под отпуск до 600°С со скоростью 2,5°С/с (0,2 мин/мм) и после отпуска охлаждали на воздухе.

Результаты механических свойств низколегированной стали 09Г2С после обработки по предлагаемому и известному способам приведены в табл.1. Установлено,

что термическая обработка по предлагаемому способу обеспечивает при сохранении высоких прочностных и вязких свойств повышение пластичности на 20-30% по сравнению с обработкой по известному способу.

Кроме того, проводили термическую обработку листов по крайним граничным значениям способа: одни листы с прокатного нагрева 920°С охлаждали до 550°С со скоростью 60°С/с и далее на воздухе до 300°С, затем с этой температуры производили повторный нагрев с удельным временем 0,4 мин/мм до температуры 780°С (Асз - 90°С) и охлаждение на воздухе до цеховой температуры, другие листы с прокатного нагрева

920°С охлаждали до 600°С со скоростью 20°С/с и далее на воздухе до 500°С, затем с этой температуры производили повторный нагрев с удельным временем 0,6 мин/мм до 820°С (Асз - 50°С) и охлаждение

на воздухе до цеховой температуры (табл.2).

Формула изобретения Способ термической обработки толстых листов из малоуглеродистых низколегиро0 ванных сталей, включающий нагрев до температуры аустенитизации, ускоренное охлаждение, повторный нагрев до заданной температуры в межкритическом интервале с заданным удельным временем нагрева и

5 охлаждение на воздухе до цеховой температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности проката при сохранении его прочностных и вязких свойств, ускоренное охлаждение ведут со скоростью

0 20..60°С/с до 500...600°С, затем продолжают охлаждение на воздухе до 300,..500°С и повторный нагрев осуществляют с этой температуры с удельным временем 0,4...0,6 мин/мм до температуры Асз - (50-90)°С.

Механические свойства проката из стали 09Г2С, термически упрочненного по предлагаемому и известному способам

Примечание. В числителе приведены предельные, в знаменателе - средние значения.

Таблица 2

Результаты испытания листов размером 20x2500x8500 мм яз стали 09Г2С при термообработке по предлагаемому способу при граничных значениях параметров

Режимы нагрева и охлаждения предлагаемого способа (граничные значения)

Вариант I

Нагрев 920 С,охлаждение водой до 550 С с

V 60°C/c и далее на53СК5

воздухе до 300°С, на- 540

грев с удельн.врем 0,4 мин/мм до 780 С и охлаждение на воздухе

вариант II

Нагрев 920 С,охлаждение водой до 600°С с

V 20°C/c и далее на520-5

воздухе до 500°С, на-530

грев с удельн. врем 0,6 мин/мм до 820 °С и охлаждение на воздухе

,.(ьз4хо

32,0

12СЫ35

127

1 12-425 120

ТТо

198-206 202

28,,0 удовл. 100-О09 93-98195-203

30,0100 110 Т05