SU1043174A1 - Method for heat treating low-carbon steel - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ, преимущественно полосовой холоднокатаной, включающий нагрев до температуры отжига 91p-920°C, охлаждение с изотермической выдержкой при 300-450 С, ;о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, I с целью повышени  штампуемости стали , полосу после нагрева до температуры отжига подвергают пластичес|Кой деформации со степен ми 15-25%, |а охлаждение.до 710-720 С ведутсо. скоростью 10-45 град/с.METHOD OF THERMAL TREATMENT OF LOW-CARBON STEEL, mainly cold-rolled strip, including heating to an annealing temperature of 91p-920 ° C, cooling with isothermal holding at 300-450 ° C; in order to increase the formability of steel, the strip after heating to the annealing temperature is subjected to plastic deformation with degrees of 15–25%, and the cooling to 710–720 ° C is conducted. speed of 10-45 degrees / s.

Description

::

|(| (

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к термической обработке , и может быть использовано при непрерывной термической обработке малоуглеродистых (0,04-0,10% с) холоднокатаных сталей, преимуществен но автолистрвых.The invention relates to metallurgy, in particular to heat treatment, and can be used in the continuous heat treatment of low-carbon (0.04-0.10% s) cold-rolled steel, mainly autolist steel.

Известен способ термической обработки холоднокатанной малоуглеродистой стали, включающий нагрев до со скоростью 30 град/с, выдерж ку при этой температуре 30 с, .охлаждение со скоростью 50-200 град/с до 300-500°С, выдержку при этой температуре 30 с и окончательное охлаждение до температуры окружающей среды за 10-20 с 1 .  The known method of heat treatment of cold-rolled low carbon steel, including heating up to a speed of 30 degrees / s, holding at this temperature for 30 s, cooling with a speed of 50-200 degrees / s to 300-500 ° C, holding at this temperature for 30 s final cooling to ambient temperature for 10-20 s 1.

Этот способ, вследствие ограничени  температуры нагрева нижней частью межкристаллического интервала , приводит к.образованию разнозернистой ферритной структуры и не обеспечивает высокой пластичности металла.This method, due to the limitation of the heating temperature of the lower part of the intercrystalline interval, leads to the formation of different-grain ferritic structure and does not provide a high ductility of the metal.

Известен способ термической обработки холоднокатаной малоуглеродистой стали, включающий .нагрев до . 700-720°С, выдержку, охлаждение со скоростью 50-200°С/с до 5QO-350°C, дальнейшее охлаждение со скоростью 1-5°С/с дд 200-250°С и окончательное охлаждение со скоростью 10-20°С/с 2There is a method of heat treatment of cold-rolled low carbon steel, including. Heating to. 700-720 ° C, holding, cooling at a speed of 50-200 ° C / s to 5QO-350 ° C, further cooling at a rate of 1-5 ° C / s dd 200-250 ° C and final cooling at a speed of 10-20 ° C / s 2

Недостатком этого способа  вл - . етс  неудовлетворительна  штампуемость стали, что обусловлено мелкозернистой структурой феррита, не обеспечивающей требований высших категорий штампуемости. The disadvantage of this method ow. The poor formability of steel is caused by the fine-grained structure of the ferrite, which does not meet the requirements of higher categories of stampability.

Наиболее близким к изобретению по. технической сущности идостигаемому результату  вл етс  способ. / термической обработки малоуГлеродистой стали, Включающий нагрев со скоростью 30-1,00 град/с до температуры отжига 900-920°С, выдержку при этих температурах 10-30 с, охлаждение со скоростью 50-200 град/с до 150-200°G, нагрев со скоростью, обусловлвн,ной тепловой мощностью печи до температуры .изотермической выдержки 350-500°С, выдержку 30-90 с и последующее охлаждение со скорость 10-20 град/с S ,The closest to the invention by. The technical essence and the result achieved is the method. / heat treatment of low-carbon steel, Including heating at a speed of 30-1.00 degrees / s to an annealing temperature of 900-920 ° C, holding at these temperatures for 10-30 s, cooling at a speed of 50-200 degrees / s to 150-200 ° G, heating at a rate determined by the heat output of the furnace to an isothermal holding temperature of 350-500 ° C, holding 30-90 s and subsequent cooling at a rate of 10-20 degrees / s,

Недостатком известного способа  вл етс  то, что при нагреве до 900920°С и последующей изотермической выдержке происходит рекристаллизаци  образовавшегос  аустенита, котора  обуславливает ликвидацию внутренних субграниц, скоплений дислокаций и i других внутренних искажений, что приводит к увеличению устойчивости аустенита при последующем охлаждении . В результате распад переохлажденного аустенита при охлаждений со скоростью 50-200 град/с происходи по механизму абнормального превращени  с образованием выделений струкThe disadvantage of this method is that when heated to 900920 ° C and subsequent isothermal exposure, recrystallization of the formed austenite occurs, which causes the elimination of internal sub-boundaries, dislocations and other internal distortions, which leads to an increase in the stability of austenite during subsequent cooling. As a result, the decomposition of supercooled austenite during cooling at a speed of 50-200 degrees / s occurs by the mechanism of abnormal transformation with the formation of structure precipitates.

турно свободного эвтектоидного цементита в форме прослоек по границе зерен. Это снижает пластичность и ухудшает штампуемость металла. Последующий нагрев до 350-500 0 с ИЗО-термической выдержкой до 90 с не способствует улучшению такой структуры.ture free eutectoid cementite in the form of interlayers along the grain boundary. This reduces the ductility and impairs the formability of the metal. Subsequent heating to 350-500 0 with an ISO thermal exposure to 90 s does not contribute to the improvement of such a structure.

Кроме того, узкие температурновременные параметры аустенитизации (разность температур , длительность выдержек 20 с ) ограничивают возможность регулировани  размеров аустенитных зерей, вли ющих на величину образующихс  при последующем Охлаждении зерен феррита. Сильнее на величину зерен вли ет химический состав стали, в особенности содержанием углерода. Наиболее крупнозернистую структуру (6-8 баллов) можно получить только при содержании углерода не более 0,04%. При.содержании углерода 0,06% и более размер зерен не превышает Б-9 баллов дл  кип щих i и 9-10 баллов дл  спокойных сталей.In addition, the narrow temperature-time parameters of austenitization (temperature difference, exposure time 20 s) limit the possibility of adjusting the size of austenitic plants, affecting the amount of ferrite grains formed during the subsequent cooling. The chemical composition of the steel, especially the carbon content, affects the grain size more strongly. The most coarse-grained structure (6-8 points) can be obtained only with a carbon content of not more than 0.04%. With a carbon content of 0.06% or more, the grain size does not exceed B-9 points for boiling i and 9-10 points for quiescent steels.

Применение способа ограничено толщиной полос 0,6-2,0 мм. При &оль шей толщине полос пластичность снижаетс  из-за погрубени  погранич- : ных выделений цементита и образовани  включений карбонитридов и процессе охлаждени .The application of the method is limited by the thickness of the bands 0.6-2.0 mm. At & thick strip thickness, ductility decreases due to the roughing of boundary: cementite precipitates and the formation of carbonitride inclusions and the cooling process.

Механические свойства и микроСТ .РУКТУРУ дл  ButoKHX категорий выт жки можно получать по известйрму способу только лишь на особо чистом металле с жесткими ограничени ми верхних пределов содержани  углерода и других примесей.-Таким образом, во врем  отжига на линии непрерывного действи  практически невозможно получить основные структурные характеристики дл  обеспечени  механических свойств, соответствующих категори м сложной и особосложной выт жки дл  сталей типа 08Ю и 08КП. jThe mechanical properties and microstructure of the ButoKHX stretch categories can be obtained from the limestone method only on highly pure metal with strict limits on the upper limits of carbon and other impurities. Thus, during annealing on a continuous line it is almost impossible to obtain basic structural characteristics to provide mechanical properties corresponding to the categories of complex and highly complex stretching for steels of type 08U and 08KP. j

Целью изобретени   вл етс  .повышение штампуемости стали.The aim of the invention is to increase the stampability of steel.

Поставленна  цель достигаетс  . тем, что согласно способу термической обработки малоуглеродистой стали , преимущественно полосовой холоднокатаной , включающему нагрев до температуры отжига 910-920 С, охлаждение с изотермической выдержкой при 300-450с, полосу после нагаре- ва до температуры отжига подвергают . пластической деформации со степен ми 15-25%, а охлаждение до 710-720 С ведут со скоростью 10-45 град/с.The goal is achieved. According to the method of heat treatment of low carbon steel, mainly cold rolled strip, including heating to an annealing temperature of 910–920 ° C, cooling with isothermal holding at 300–450 s, the strip after heating to an annealing temperature is subjected to an annealing. plastic deformation with a degree of 15–25%, and cooling to 710–720 C is carried out at a speed of 10–45 deg / s.

Холоднокатаную сталь с 0,04-0,10% в виде полосы толщиной 0,,5 мм« шириной 500-3000 мм нагревают со скоростью 10-200°С/с до 710-720°С и далее со скоростью 10-45 град/с др 910-920 С, в процессе отжига подвергают пластической дефо1 4ации на 15-25%, охлаждают до 710-720 0 со скоростью 10-45 град/с, дгшьней1аее охлаждение ведут со скоростью 100-200 град/с до температуры изоте мической выдержки 300-450°С, производ т при этой температуре выдержку в течение 30-50 с, после чег охлаждают за 10-20 с. Пределы пластической деформации 15-20% дл  малоуглеродистых ста лей охватывают- интервал критических деформаций, которые позвол ют получить более крупные-зерна аустенит чем при аустенитизации,.без деформа ции, но при этом внутризеренна  структура аустенита сохран ет искажени , которые уменьшают устойчй,вость аустенита при последующем охлаждении , облегчают зарождение цеме та и затрудн ют образование выделений эвтектоидного цементита в виде гЬубых прослоек по границам зерен. Скорость охлаждени  10-45 грйд/с в интервале температур 920-710 С обеспечивает необходимое врем  дл  распада аустенита. Скорость охлаждени - более 45 град/с недостаточ на дл  достижени  необходимых разме ров ферритных зерен, скорость менее 10 град/с увеличивает возможность погрубени  цементитных включений .V Температура 710-720°С близка к нижней критической точке обрабатываемых сталей и обеспечивает полное превращение переохлажденнрго аустенита. При более высоких температурах воз можно сохранение в структуре участков нераспавшегос . аустенита, превращающихс  в тонкодй ференцированный феррито-цементитный эвтектоид. Продолжение регламенты . рованного охлаждени  до температур ниже нецелесообразно, так как не способствует дальнейшему улучшению структуры, может привести к укрупнению включений цементита, удпин ет технологический цикл. П р и мер. Проводилась обработ ка стали 08Ю по предлагаемому способу и по известным способам СЗ и Химический состав стали: 0,06% С 0,014Si, 0,21% Mti, 0,012% S , 0,014% Р, 0,06% де, 0,01% Cf, 0,02%M 0,05% Си, 0,od5%.N. Режимы I и II характеризуют известный способ 3, режимы Ш и IV предлагаемый способ,. режимы V и VI: известный способ 2. Режим 1. . Сталь после холодной прокатки С суммарным обжатием .65% на конечную толщину 0,9 мм. 1.Нагрев до 920°С со скоростью 80 град/с. 2.Выдержка при 920°С, 20 с. : 3. Охлаждение до со скоростью 150 град/с. 4. Нагрев до со скорость 80 град/с. 5.Выдержка при 450°С, 50 с.. 6.Охла (дение со скоростью 20 град/с. Режим It . Сталь после холодной прокатки с суммарным обжатием на конечную толщину 2,0 мм. 1.Нагрев до со скоростью 50 град/с. 2.Выдержка при 920 С, 30 с. 3.Охлаждение до 250с со скоростью 100 град/с. . . 4.Нагрев до со скоростью 50 град/с. 5.Выдержка при , 50 с. 6.Охлаждение со скоростью 20 град/с.. режим П1. Сталь после холодной прокатки с суммарным обжатием 50-65%, обработанна  по режиму предлагаемого способа на конечную толщину О,9 мм. 1.На.-рев до 720°С со скоростью 100 град/с. . 2.Нагрев до 9 со скоростью 30 град/с. 3.Деформаци  при 92О С на 15%. 4.Охлаждение до 7:20 С со скоростью 30 град/с. 5. Охлаждение до 400°С со скоростью 100 град/с. 6.Выдержка при 400°С, 50 с. 7.Охлаждение в течение 20 с. Режим IV ... Сталь после голодной прокатки с суммарным обжатием 50-65%, обработанна  по режиму предлагаемого способа на конечную толщину 2,0 мм. 1.Нагрев до 720с со скоростью 80 грай/с. 2.Нагрев до 920°С со скоростью 30 град/с. 3.Деформаци  при на 20%. 4.Охлаждение до 720°С со скоростью 30 град/с« 5.Охлаждение до 400°С со скоростью 100 град/с. 6.Выдержка при 400°С, 50 с. 7.Охлаждение в течение 20 с. Режим V .. Сталь после холодной прокатки с суммарным обжатием 65% на конечную тол,щину 0,9 мм. . 1. Нагрев-до720 С со-скоростью 80 град/с. 2. Выдержка при 720°С, 20 с. 3.Охлаждение до 450°С со скоостью 50 град/с. 4.Охлаждение до 250с со скоростью 2 град/с. 5.Охлаждение до со скоростью 10 град/с. Режим. VI . Сталь после холодной прокатки с , суммарным обжатием 60% на конечную толщину 2,0 мм.. 1. Нагрев до 720 С со скоростью 30 град/с. 2.Выдержка при , 30 с. 3.Охлаждение до 450°С со скоростью 150 град/с. ; 4. Охлаждение до 250°С со скорос -ью 5 град/с. 20°С со ско5 . охлаждение до ростью 20 град/с. Результаты определени  механических СВОЙСТВ 08Ю приведены в табл. 1. N .. Пластические характеристики мет ла, обработанного по предлагаемому способу, выше, чем обработанного по jisBecTHOMy способу. Проводили испытани  на штамПуемость после обработки по режимам . I- VI согласно техническим услови- / .  м ТУ-14-15-11а-81;; Определ ли показатели,.характеризующие штампуемость. Предел теку чести 6(0,1-) относительное удлинение после разрыва 825., коэффициент нормальной пластической анизотропи R , показатель деформационного упрочнени  ч , неравномерность пл тической деформации А . По этим эк периментальным величинам вычисл ли комплексный показатель штампуемости Рд . Расчет производ т по фо муле A/B,6(o,j,+ B,8,,R4B4n4B5A -&6, где Сз{о-, - предел текучести (МПа) , по ГОСТ 1497-73; 625 относительное удлинение по ГОСТ 1497-73, образцы с расчетной длиной ЕО 25тГ при РО - начальной площади поперечного сечени  рабочей части образца (мм), B -Bj- посто нные коэффициенты , В -0,017,,03.2, В, 0,875, 4,800, BS 0,121, 7,601 Результаты определений показателей штампуемости стали 08Ю приведены в табл. 2. Комплексный показатель штампуемости Рд наиболее высок при обработке по режимам Ш , IV Только эти режимы позволили получить FA 7, что соответствует категории ОСВ по ГОСТ 9045/80. Та.же сталь, обработанна  по режимам 1, П , имела , а по режимам V , VI - F/j 5, что соответствует категории СВ. Таким образом, обработка по пред- - лагаемому способу холоднокатаной стали 08Ю обеспечивает повышение , iee штампуемости по сравнению с известными способами непрерывного отжига . Экономический эффект от внедрени  предлагаемого способа при годовом объеме производства 10 тыс. т дл  .толщин листа 0,9 мм может соста- . вить 990 тьго. руб.Cold-rolled steel from 0.04-0.10% in the form of a strip with a thickness of 0, 5 mm “, width of 500-3000 mm is heated at a speed of 10-200 ° C / s to 710-720 ° C and then at a speed of 10-45 degrees / c dr 910-920 С, in the annealing process it is subjected to plastic depotation by 15-25%, cooled to 710-720 0 at a speed of 10-45 degrees / s, cooling is conducted at a speed of 100-200 degrees / s to izote temperature An exposure time of 300–450 ° C is made at this temperature for 30–50 s, then cooled after 10–20 s. The limits of plastic deformation of 15–20% for low-carbon steels cover the critical deformation interval, which make it possible to obtain larger austenite grains than during austenitization without deformation, but the intragranular structure of austenite retains distortions that reduce stability. austenite during subsequent cooling, facilitates the emergence of cement and hinders the formation of eutectoid cementite precipitates in the form of thick interlayers along grain boundaries. A cooling rate of 10-45 grades / s in the temperature range 920-710 ° C provides the necessary time for the decomposition of austenite. Cooling rate - more than 45 degrees / s is not enough to achieve the required dimensions of ferritic grains, speed less than 10 degrees / s increases the possibility of bruising cementite inclusions. . At higher temperatures, it is possible to preserve in the structure the regions of undissolved. austenite, which is transformed into a fermented ferrite-cementite eutectoid. Continuation of the regulations. Cooling to temperatures below is impractical because it does not contribute to further improvement of the structure, may lead to the enlargement of cementite inclusions, and reduces the technological cycle. Pr and measures. Processing of steel 08U was carried out according to the proposed method and according to the well-known methods C3 and the chemical composition of steel: 0.06% С 0.014Si, 0.21% Mti, 0.012% S, 0.014% P, 0.06% de, 0.01% Cf, 0.02% M 0.05% Cu, 0, od5% .N. Modes I and II characterize the known method 3, modes W and IV, the proposed method. modes V and VI: known method 2. Mode 1.. Steel after cold rolling With a total reduction of .65% to a final thickness of 0.9 mm. 1. Heating up to 920 ° С at a speed of 80 deg / s. 2. Exposure at 920 ° С, 20 s. : 3. Cooling up to a speed of 150 degrees / s. 4. Heating up to a speed of 80 degrees / s. 5. Exposure at 450 ° C, 50 s. 6. Cooling (data at a speed of 20 degrees / s. It. Steel mode after cold rolling with a total compression to a final thickness of 2.0 mm. 1. Heating to at a speed of 50 degrees / s 2. Exposure speed at 920 C, 30 s 3. Cooling up to 250 s at a speed of 100 deg / s .. 4. Heating up at a speed of 50 deg / s 5. Hold at, 50 s 6. Cooling with speed 20 deg / s .. mode P1. Steel after cold rolling with a total reduction of 50-65%, processed according to the mode of the proposed method for a final thickness of 9 mm. 1.Na-roar up to 720 ° C at a speed of 100 deg / P. 2. Heating up to 9 at a speed of 30 degrees / s 3. D eformation at 92 ° C by 15% 4. Cooling to 7:20 C at a speed of 30 K / s 5. Cooling to 400 ° C at a speed of 100 K / s 6. Hold at 400 ° C, 50 s 7. Cooling for 20 s. Mode IV ... Steel after a fast rolling with a total reduction of 50-65%, processed according to the mode of the proposed method for a final thickness of 2.0 mm 1. Heated to 720 s at a speed of 80 Gy / s. Heated to 920 ° C at a rate of 30 degrees / s. 3. Deformation at 20%. 4. Cooling to 720 ° C at a speed of 30 deg / s "5. Cooling to 400 ° C at a speed of 100 deg / s. 6. Exposure at 400 ° С, 50 s. 7. Cooling for 20 s. Mode V .. Steel after cold rolling with a total compression of 65% on the final thickness, thickness of 0.9 mm. . 1. Heating-up to 720 С with a speed of 80 degrees / s. 2. Aging at 720 ° C, 20 s. 3. Cooling to 450 ° C at a rate of 50 deg / s. 4. Cooling up to 250 s at a speed of 2 deg / s. 5. Cooling up to a speed of 10 degrees / s. Mode. Vi. Steel after cold rolling with a total reduction of 60% to a final thickness of 2.0 mm .. 1. Heating to 720 C at a speed of 30 deg / s. 2. Exposure at 30 s. 3. Cooling to 450 ° C at a rate of 150 deg / s. ; 4. Cooling to 250 ° C at a rate of 5 degrees / s. 20 ° С with 5 cooling to russia 20 degrees / s. The results of determining the mechanical properties of 08U are given in Table. 1. N .. Plastic characteristics of the metal treated by the proposed method are higher than those processed by the jisBecTHOMy method. Conducted testing of strain after treatment according to the regimes. I-VI according to specifications. m TU-14-15-11a-81 ;; Identify indicators that characterize stampability. The current limit is 6 (0,1-) relative elongation after rupture 825., the coefficient of normal plastic anisotropy R, the rate of strain h, the unevenness of the plastical deformation A. Using these experimental values, we calculated the complex index of stampability of PD. The calculation is made according to the formula A / B, 6 (o, j, + B, 8,, R4B4n4B5A - & 6, where C3 {o-, is the yield strength (MPa), according to GOST 1497-73; 625 relative elongation according to GOST 1497-73, samples with a calculated length of ЕО 25tG with RO - initial cross-sectional area of the working part of the sample (mm), B -Bj-constant coefficients, B -0.017, 03.2, B, 0.875, 4,800, BS 0.121, 7.601 The results of the determination of the die forging characteristics of steel 08U are given in Table 2. The complex index of stampability of the RD is highest when processed according to the modes Ш, IV. Only these modes allowed to get FA 7, which corresponds to the category WWS by GOST 9045/80. The same steel, treated according to modes 1, П, had, and according to modes V, VI - F / j 5, which corresponds to category SV. Thus, the processing according to the suggested method of cold-rolled steel 08U provides increase, ie, stampability compared to known methods of continuous annealing. The economic effect of introducing the proposed method with an annual production of 10 thousand tons for sheet thicknesses of 0.9 mm can be. Vit 990 Tgo. rub.

212 212

0,9 216 2,0 0,9 172 0.9 216 2.0 0.9 172

2,0 1982.0 198

ТаблицаTable

10,3 10.3

33 30 40 38 12,3 12,0 13,533 30 40 38 12.3 12.0 13.5

:Таблица2:Table 2

Claims (1)

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ, преимущественно полосовой холоднокатаной, включающий нагрев до температуры отжига 910—920°С, охлаждение с изотермической выдержкой при 300-450°С, отличающий с я тем, что, !с целью повышения штампуемости стали, полосу после нагрева до температуры отжига подвергают пластичес:кой деформации со степенями 15-25%, а охлаждение.до 710-720°С ведут’со. [скоростью 10-45 град/с.METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF SMALL-CARBON STEEL, mainly strip cold-rolled, including heating to an annealing temperature of 910–920 ° С, cooling with isothermal holding at 300–450 ° С, characterized in that, in order to increase the formability of steel, the strip after heating to The annealing temperature is subjected to plastic deformation with degrees of 15–25%, and cooling is carried out to 710–720 ° C. [speed 10-45 deg / s. >> яI