Способ термической обработки фасонного проката Советский патент 1982 года по МПК C21D1/02 C21D8/00 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ФАСОННОГО

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке фасонного проката с использованием тепла нагрева под прокатку и предназначено для повышения прокатного нагрева физико-механических свойств стали прокатываемой на швеллеры и балки.

Известен способ изготовления термически упрочненного фасонного проката, включаюш,и-й нагрев заготовки, прокатку профиля и охлаждение проката по всему периметру сечения профиля, которому с целью повышения обш,его уровня и равномерности служебных свойств предшествует избирательное ускоренное охлаждение отдельных его элементов (участков) 1.

Недостаток известного способа заключается в том, что уже в процессе окончания прокатки профилей, характеризующихся значительной разнотолшинностью элементов, таких как швеллер или балка, процесс деформация стенки в чистовом и предчистовых калибрах ведут в интервале температур Apj - АГ) , а зачастую и ниже Arj , в то время как температура полок профиля на 50- 150С превышает Acj . В результате последующего принудительного охлаждения

ПРОКАТА

металл по сечению такого проката характеризуется неодинаковыми механическими свойствами.

Известен способ изготовления проката, в котором тонкие элементы профиля перед

5 охлаждением всего профиля подогревают до температуры массивных элементов 2.

Способ позволяет снизить неравномерность свойств, но требует значительных дополнительных затрат.

Q Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ термической обработки фасонного проката с использованием тепла прокатного нагрева, включающей нагрев заготовки, прокатку, ускоренное охлаждение тонких элементов, например, до 750- 600°С со скоростью 150---300°С, прерванную закалку всего профиля и окончательное охлаждение на воздухе. Способ обеспечивает получение равномерных свойств по периметру сечения фасонных профилей, характеризующихся значительной разнотолщинностью 3.

Однако при изготовлении тонкостенных профилей, например, швеллеров и балок, уже в процессе прокатки в предчистовых

калибрах из-за быстрого остывания имеет место снижение температуры стенки профиля до 850-750С и деформацию металла этого элемента ведут в двухфазной области. По выходу из чистовой клети металл полок находится в аустенитном состоянии, а микроструктура стенки характеризуется наличием участков аустенита и структурно свободного феррита. Причем естественно по мере понижения температуры до А, количество структурно свободного феррита возрастает. Избирательное ускоренное охлаждение стенки по выходу профиля из чистовой клети от температуры выше А, позволяет несколько повысить прочность и, вязкость стали за счет продуктов промежуточного превращения и псевдоперлита, образовавшихся из оставшегося аустенита. Однако как после последующего естественного, так и принудительного охлаждения (прерванной закалки) всего профиля проката, уровень и равномерность прочностных, пластических и вязких свойств по сечению не высоки..

Цель изобретения - обеспечение высокой конструктивной прочности фасонного проката.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки фасонного проката, включающем предварительное ускоренное охлаждение тонких элементов с температуры прокатки, прерванную закалку всего профиля и охлаждение на воздухе, ускоренное охлаждение тонких элементов производят до завершения процесса прокатки.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку нагревают, прокатывают в черновой и промежуточной группах клетей. Перед последним предчистовым проходом, где температура стенки недоката превышает Aj, стенку профиля охлаждают до 750-600°С.. Металл стенки профиля претерпевает диффузионное превращение с образованием мелкозернистой ферритоперлитной структуры, характеризующейся повышенным количеством псевдоэвтектоида. При этом температура полок недоката превышает Aj . В последующих чистовых проходах завершают формирование профиля. Возможность прокатки таких профилей при пониженных температурах стенки на существующем оборудовании подтверждается тем, что степень деформации в последних чистовых калибрах при прокатке швеллеров и балок по известному способу не высока (коэффициент вытяжки профиля составляет 1,,12 при коэффициенте вытяжки стенки в пределах 1,037-1,06), деформацию стенки осуществляют при 850-750°С, а зачастую и ниже. По окончании прокатки производят охлаждение (естественное или принудительное) всего профиля.

При ускоренном охлаждении стенки недоката профиля до температур выше 750С в процессе прокатки в последующих чистовых калибрах происходит постепенное понижение температуры, что приводит к увеличению количества структурно свободного феррита и выделению зернистого цементита. Металл стенки в этом случае обладает пониженной ударной вязкостью и хладостойкостью. В результате охлаждения стенки недоката до температуры менее 600°С по всему сечению металла стенки образуются продукты промежуточного превращения аустенита, обладающие пониженной пластичностью и вязкостью, а кроме того, затрудняется процесс деформации стенки в последующих чистовых калибрах.

Пример. Нагретую заготовку щвеллера или балки прокатывают в черновой и промежуточной группах клетей. Перед проходом в чистовой группе перед клетью, где

металл стенки недоката еще пребывает полностью в аустенитном состоянии (температура превышает Aj), стенку недоката душем или струей воды направленно охлаждают до 640-660°С. При этом температура полок превыщает Aj и далее одним или

более чистовыми проходами завершают формирование профиля. По выходу из последней чистовой кдети стана проводят охлаждение профиля по всему периметру сечения, например, потоком воды в устройстве .камерного типа до 640-660°С. Металл полок, как ранее стенки, претерпевает диффузионное превращение с образованием мелкозернистой ферритоперлитной структуры с повыщенным количеством псевдоэвтектоида. Такая структура, наряду.с высокой прочностью 500-700 МПа (50--70 кгс/мм), характеризуется высокой пластичностью и вязкостью.

Свойства по периметру сечения проката равномерны;

По сравнению с известным предлагаемый способ изготовления обеспечивает следующие технические преимущества: повышение уровня и равномерности свойств по периметру сечения швеллеров и балок в горячекатаном состоянии; возможность получения термически упрочненных швеллеров и балок с высокой и равномерной по периметру сечения конструктивной прочностью, отвечающей, требованиям к конструкционным материалам.

Повышение уровня и равномерности, в частности прочностных свойств по.периметру сечения тонких профилей в горячекатаном состоянии, позволяет поднять расчетное сопротивление на 100-150 кгс/см, что позволяет сократить расход стали в металлоконструкциях из такого проката на 5% и получить в народном хозяйстве экономию 6 руб. на тонну.

5о

Формула изобретенияэлементов производят до завершения проСпособ термической обработки фасон-Источники информации,

ного проката, преимущественно швеллерапринятые во .внимание при экспертизе

и балки, включаюший нагрев заготовки,1. Авторское свидетельство СССР

прокатку, ускоренное охлаждение тонких№ 440426, кл. С 21 D 1/02, 1972.

элементов до 750-600°С, прерванную закал- 2, Авторское свидетельство СССР

ку всего профиля и охлаждение навоздухе,№ 736650, кл. С 21 D 1/02, 1977.

отличающийся тем, что, с целью обеспече-3. Авторское свидетельство СССР по

ВИЯ высокой и равномерной конструктивнойзаявке № 3006751/22-02, кл. С 21 D 1/02,

прочности, ускоренное охлаждение тонких1980.

931758 цесса прокатки.