Способ изготовления полосы дляРЕССОР Советский патент 1981 года по МПК C21D1/19 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОСЫ ДЛЯ РЕССОР

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению термически обработанной стальной полосы для рессор.

Известен способ охлаждения стальных изделий после горячей пластической деформации, заключающийся в том, что изделие вначале охлаждают на воздухе со скоростью 3-5 град/с до температуры, обеспечивающей протекание процессов рекристаллизации, после чего изделие охлаждают в воде со скоростью не более 40-50 град/с до температуры 500-700°С, в дальнейшем охлаждают на воздухе со скоростью не более 8-10 град/с 1.

Однако этот способ охлаждения не позволяет получить прокат из хромомарганцевой стали с требуемым уровнем твердости. так как изделие целиком охлаждается водой до 500-700°С, а затем на воздухе, что приводит к появлению в объеме металла отдельных участков с мартенситной структурой. Это является нежелательным, так как затрудняет механическую обработку при последующем производстве изделий.

Известен способ изготовления полосы для рессор из хромомарганцевой стали, заключающийся в горячей пластической дефор.мации, ускоренном подстуживании поверхностного слоя водой до температуры промежуточного превращения аустенита , равной 440°С, и окончательном воздушном охлаждении на холодильнике. При таком способе термообработки изделие находится как бы в изотермическом режиме охлаждения: за счет более высокой температуры глубинных слоев поверхностный подстуженный слой прогревается, его температура несколько повышается, а затем изделие целиком начинает охлаждаться на воздухе. Все это происходит в течение времени, достаточного для завершения распада переохлажденного аустенита при 440°С с образованием сорбитной, тросто-сорбитной структуры 2.

Однако твердость при этом остается выше требований ГОСТ 14959-69. Поэтому в целях снижения твердости и снятия внутренних напряжений назначается дополнительно с отдельного нагрева отпуск при 650°С в течение 1 ч.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления стальной полосы для рессор, включающий ускоренное охлаждение водой

с температуры конца прокатки до 820-780 охлаждение со скоростью 0,1-0,3 град/с до 600-500°С и правку с последующим охлаждением на воздухе 3.

Недостатками известного способа являются невозможность получения однородной структуры,зследовательно, и свойств и возможность обезуглероживания из-за малой скорости охлаждения с температуры конца прокатки.

Цель изобретения - повышение обрабатываемости за счет получения однородной перлитной структуры.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления стальной полосы, включающем горячую пластическую деформацию, ускоренное и окончательное охлаждение на воздухе, полосу после горячей пластической деформации охлаждают со скоростью 150-200 град/с до достижения на поверхности температуры 600-500°С, а затем выдерживают при 650°-580°С до завершения распада переохлажденного- аустенита.

Охлаждение полосы со скоростью 150- 200 град/с до достижения на поверхности температуры 600-500°С обеспечивает в последующем получение в ее сечении температуры, близкой к температуре изотермической выдержки, т. е. 650-580°С.

Охлаждение со скоростью более 200 гpaдJfc приводит к переохлаждению полосы до более низких температур (при этом возможно получение на поверхности мартенситной структуры) и последующее выравнивание температуры по сечению до проведения изотермической выдержки происходит после заверщения инкубационного периода переохлажденного аустенита и сопровождается при этом его распадом с образованием промежуточных продуктов повыщенной твердости.

Охлаждение со скоростью менее 150 rpa/yfc приводит к выравниванию температуры по сечению при температурах-, значительно превышающих требуемую температуру изотермического превращения (650-580°С), что приводит к значительному увеличению длительности изотермической выдержки и, следовательно, к невозможности реализации способа в потоке прокатки.

Температура изотермической выдержки после предварительного охлаждения выбрана в интервале 580°-650°С. Нижний предел определяется тем, что при температурах ниже 580.°С в структуре появляются продукты промежуточного распада переохлажденного аустенита с твердостью больщей, чем требуемая.

Изотермическая выдержка при температурах выще 650°С также нежелательна, так как значительно увеличивается время окончания распада переохлажденного аустенита, а в случае его неполного завершения при дальнейшем охлаждении на воздухе возможно появление мартенсита в структуре, что в свою очередь вызовет повышение твердости.

Время между окончанием ускоренного охлаждения и помещением полосы в изотермическую печь изотермической выдержки регламентируется длительностью инкубационного периода переохлажденного аустенита, которая для стали 50ХГ с различным содержанием -элементов в пределах марочного состава составляет 12-40 с, а время

0 для завершения изотермической выдержки составляет 190-320 с.

Предлагаемый способ проверен при изготовлении рессорной полосы сечением 75 X 9,5 мм из стали 50ХГА на непрерывном прокатном стане 350. Скорость прокатки в последней клети стана равняется 5,9 м/с. Температура конца прокатки составляет 1000°С. После выхода рессорной полосы из последней чистовой клети стана отрезаются образцы длиной 180 мм, которые подстуживаются в воде со скоростью 200°С/с в течение 2с, после чего помещаются в печь с постоянной температурой 600°С, где выдерживаются в течение 6 мин. Время между окончанием подстуживания и помещением образца в. печь составляет 3 с.

В результате проведенной термообработки получена перлитная (феррито-цементитная смесь) структура как по сечению, так и по длине с твердостью, равной НВ 240- -280.

Предлагаемый способ может быть реализован в технологическом потоке непрерывного стана по следующей схеме: рессорная полоса, пройдя чистовую клеть непрерывного прокатного стана, попадает в охлаждающее устройство, где осуществляется лодстуживание поверхностного слоя. Выйдя из. устройства, полоса ножницами режется на мерные длины и попадает в изотермическую печь с шагающим подом. ПоQ еле изотермической выдержки полоса из печи попадает на реечный холодильник, где осуществляется окончательное воздушное охлаждение.

Использование предлагаемого способа изготовления стальной полосы для рессор

5 обеспечивает возможность повышения обрабатываемости за счет получения перлитной структуры, обеспечивающей требуемый уровень твердости НВ 230-270, в технологическом потоке непрерывного прокатного стана.

Формула изобретения

55 Способ изготовления полосы для рессор, преимущественно их хромомарганцевых сталей,, включающий горячую пластическую деформацию, ускоренное и окончательное 5 охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения обрабатываемости за счет получения однородной перлитной структуры, полосу после горячей пластической деформации охлаждают со скоростью№ 150-200 град/с до достижения на поверх-s ности температуры 600-500°С, а затем вы-ма держивают при 650-580°С до завершения распада переохлажденного аустенита.№ 834154 6 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 378421, кл. С 21 D 1/02, 1970. 2. Бюллетень института «Черметинфория, 1975, № 5, с. 51-53. 3. Авторское свидетельство СССР 644846, кл. С 21 D 1/02, 1976.