Способ обработки инструментальных сталей Советский патент 1993 года по МПК C21D9/22 

Изобретение относится, к производству листового и сортового проката из инструментальных сталей, преимущественно холоднокатаной ленты и калиброванного проката из инструментальных углеродистых и низколегированных сталей.

Целью изобретения является предотвращение графитизации инструментальных сталей в процессе обработки, включающей холодную деформацию и отжиг.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем корректировку состава стали и регламентацию процесса прокатки, новым является то, что в процессе горячей прокатки формируют структуру мелкодисперсного пластинчатого перлита, а при последующей обработке осуществляют

ускоренное превращение пластинчатого перлита в зернистый,

Способ отличается также тем, что фор- мирЪвание структуры мелкодисперсного пластинчатого перлита осуществляют, поддерживая температуру конца горячей прокатки при 780-860°С, охлаждение -после прокатки проводят со скоростью 40-80°С/с до 500-600°С, после чего охлаждение проводят в рулоне.

Способ отличается тем, что при последующей обработке проводят отжиг при температуре Асг- (20-400С), и холодную деформацию со степенью 15-25 %, а затем отжигают при температуре Aci - (30-50)°С.

Интервал температур конца прокатки 780-8бО°С позволяет получить в прокатке

00

со

ч

W

мелкое рекристаллизованное зерно аусте- нита.

Скорость охлаждения 40-80°С/с и интервал температур смотки 5Ш-600°С обес- печивают высокую дисперсность и однородность микроструктуры, препятствуют выделению крупных частиц избыточного цементита.

Отжиг при температурах Aci - (20-40)°С формирует в горячекатаном подкате струк- туру преимущественно (до 70%) зернистого перлита. .

Холодная деформация со степенью обжатия 15-25% и последующий отжиг обеспечивают перевод остатков пластинчатого перлита в зернистый.

Отжиг холоднодеформированной стали при температурах (30-50)°С необхо- дим для снятия наклепа и сфероидизации остатков пластинчатого перлита. Заявлен- ный способ не включает деформацию стали со 100%-ной структурой пластинчатого перлита, являющейся одной из основных причин образования графита..

Горячекатаный подкат, получаемый с использованием параметров горячей деформации способа, обладает структурой мелкодисперсного перлита, которая под воздействием отжига и холодной деформации сфероидизируется значительно интен- сивнее, чем структура со средне- и крупнопланчатым перлитом

В результате реализации способа можно получать холоднокатаный подкат со структурой однородного зернистого перлит та. Подкат с такой структурой можно подвергать холодной деформацией с суммарным обжатием до 60-80% без опасения выпадения графита.

--.-. - . .

Пример. В промышленных условиях изготовляют по различным технологическим вариантам холоднокатаную ленту толщиной 0,1 мм из стали марки 13Х с содержанием хрома 0,46-0,70%.

Горячекатаный подкат толщиной 2 мм прокатывают на полунепрерывном стане 810 горячей прокатки из слябов толщиной 140 мм. Металл перед прокаткой нагревают в методических печах до 1130-1150°С. Ох- лаждение полос перед смоткой в рулон выполняют с помощью водян ого душирования на ламинарно-щелевой установке. После смотки металл охлаждают на складе рулонов. Отжиг горячекатаных рулонов произво- дят в электрических цилиндрических печах типа ПСК-180. Травят металл в непрерывно- травильном агрегате. Холодную прокатку осуществляют на одноклетевом стане квар- то 425. Холоднокатаный металл (подкат) отжигают в рулонах в ранее указанных электропечах.

В дальнейшем холоднокатаный подкат подвергают перепаду на холоднокатаную ленту толщиной 0,1 мм с промежуточными отжигами в толщине 1,2; 0,7; 0,35 и 0,2 мм.

Параметры технологии изготовления подката по переделам и полученные результаты приведены в таблице

Микроструктуру металла исследуют при оптическим микроскопом, а также с помощью электронных микроскопов ВЕ-613 и Стереоскан-4н, и Оже-спектроско.пии на приборе LAS-2000 фирмы Рибер.

Из приведенных данных следует, что в случае изготовления подката с температурой конца прокатки 880°С (по способу-прототипу) и естественном охлаждении полос после прокатки до смотки в рулон (температура смотш 700-740°С) микроструктура горячекатаного металла характеризуется наличием крупнопластинчатого перлита и цементной сетки по границам зерен, Такой металл малопластичен и требует повышенных температур отжига. Однако даже после отжига при 730-780РС в процессе травления наблюдаются случаи хрупкого разрушения металла, а холодная прокатка может производиться с обжатиями не более 10%. Микроструктура холоднокатаного отожженного подката представляет собой смесь неоднородного зернистого и пластинчатого перлита с выделениями графита, несмотря на то. что содержание хрома в стали было равным 0,46-0,70%. Графит в несколько иной форме наблюдается и в готовой ленте.

При оптимальных значениях параметров технологий по изобретению & горячекатаном подкате получают мелкодисперсный пластинчатый перлит, который после отжига при 680-700°С обладает хорошей техно- логичёской пластичностью при травлении и холодной прокатке. Холоднокатаный подкат имеет структуру зернистого перлита дисперсностью до 8 балла шкалы 2 (ГОСТ 8233- 56). Выделений графита нет. Готовая лента имеет практически такую же микроструктуру.

При значениях технологических параметров близких к нижнему пределу (вариант III), в первую очередь температуры конца прокатки, в структуре горячекатаного металла отмечаются перекристаллизованные вытянутые зерна, что ухудшает однородность структуры готового проката.

Температура конца прокатки 750-780°С (вариант IV) недостаточна для завершения процесса рекристаллизации, в результате горячекатаный металл имеет вытянутые зерна в сочетании с выделениями цементита по

их границам. Последний низкотемпературный отжиг не позволяет получить достаточно пластичный металл и подвергать его необходимой деформации при холодной прокатке, а использование высокотемпера- турных режимов дает неоднородную структуру с последующим выделением графита.

Таким образом, изобретение позволяет не только предотвращать графитизацию стали, но и получать более пластичный торя- чекатаный металл и использовать более низкие температуры отжига, исключить брак при производстве холоднокатаной ленты из высокоуглеродистых сталей.

Экономический эффект на ленте из ста- ли 13Х составил 80 тыс. руб. в год.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ обработки инструментальных сталей, включающий корректировку состава стали и регламентацию процесса горячей

прокатки, отличающийся тем, что в процессе горячей прокатки формируют структуру мелкодисперсного пластинчатого перлита, а при последующей обработке осуществляют ускоренное превращение пластинчатого перлита в зернистый.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что формирование структуры мелкодисперсного пластинчатого перлита осуществляют, поддерживая температуру конца . горячей прокатки 780-860°С, после прокатки проводят охлаждение со скоростью 40- 80°С/с до температуры 500-600°С, после чего охлаждение проводят в рулоне.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что ускоренное превращение пластинчатого перлита осуществляют путем отжига при температуре Aci.- (20-40)°С и холодной деформации со степенью 15-25% и последующего отжига при температуре Aci - (30-50)°С.

Применение: при производстве листового и сортового проката из инстру ментальных сталей, преимущественно холоднокатаной ленты и калиброванного проката из инструментальных углеродистых и низколегированных сталей. Сущность изобретения: при обработке в процессе горячей прокатки формируют структуру мелкодисперсного пластинчатого перлита, а при последующей обработке осуществляют ускоренное превращение пластинчатого перлита в зернистый. Температуру конца горячей прокатки поддерживают в пределах 780-860°С, охлаждение после прокатки проводят со скоростью 40-80°С/с до температуры 500-600°С, после чего охлаждение проводят в рулоне. При последующей обработке проводят отжиг при температуре Aci

Параметры технологии и результаты изготовления подката из стали марки 13Х