SU744038A1 - Способ термического упрочнени проката - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ПРОКАТА

I

Изобретение относитс  к термической Обработке проката, преимущественно к термическому упрочнению арматурных стержней .м елких и средних профилей сортоЬой стали.

Известен способ термического уппрочнени  проката, включающий аустенизацию , прокатку, двухстадийное охлаждение самоотпуск, обеспечивающий высокую ударную в зкость, хладостойкость , прочность при статическом и циклическом нагружении, пластичность и равномерность свойств стали 1. Он также позвол ет легко управл ть процбссой структурообразовани  по сечению издели .

Однако издели , упрочненные, без последующего высокого отпуска, не подвергаютс  сварке, поскольку под воздействием сварочного тепла имеет место их разупрочнение.

Наиболее близок к предложенному по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ термической обработки изделий, включающий нагрев, охлаждение всего издели  со скоростью выше критической и отпуск до 300-750 С, при этом перед закалкой всего издели  производ т ускоренное охлаждение его поверхности

со скорост ми ниже критической до 750-450°С 2. Такой способ обеспечивает получение высокого комплекса механических свойств стали, особенно в услови х знакопеременных нагрузок. Однако при реализации указанного способа термической обработки изделий в его общем виде при ускоренном охлаждении поверхности издели  со

10 скорост ми ниже критической во врем  нерегламентированной паузы между ускоренным охлаждением и закалкой всего издели  возможен распад аустенита на феррит и перлит, в результате чего

15 не обеспечиваетс  получение стали с заданной степенью упрочнени . С другой ст ороны, отпуск (самоотпуск) при температурах 300-500 С в осевой зоне издели  обеспечивает получение струк20 туры отпущенного мартенсита или бейнита , котора  при сварке претерпевает дополнительный высокий отпуск со снижением прочностных свойств материала .

25

Цель изобретени  - предотвращение разупрочнени  при сварке термически упрочненной углеродистой и низколегированной стали с содержанием углерода 0,22-0,37%. Поставленна  цель достигаетс  те что в предлозкенном способе термичес кого упрочнени  стальных изделий, двухстадийное охлаждение ведут со скоростью 400-600 град/с, при этом первую стадию охлаждени  провод т д достижени  на поверхности температу ры 600-650°С, после чего осуществл  ют выдержку в течение 1,2-4,0 с, а затем провод т вторую стадию охлаждени  до достижени  средней по сече нию температуры 550-625 С. При регламентированном (со скоростью 400-600 град/с) охлаждении п верхности проката арматурНЕЛх .стержн из стали с ограниченным содержанием углерода до температуры 600-650°С образуетс  наружна  кольцева  зона однородной структурой продуктов про межуточного превращени  аустенита и частично, мартенсита без выделени  структурно свободного феррита. Пони женйе скорости охлаждени  ниже 400 град/с приводит к выделению как в наружной кольцевой зоне, так и внутренних сло х проката структурно свободного феррита и за счет этого к снижению его физико-механических свойств. При более высоких скорост х охлаждени  (свьше 600 град/с) степен упрочнени  арматуры повышена и агре гатна  прочность таких стержней не реализуетс  в сварных, соединени х. Во врем  выдержки, равной 1,24 ,0 с, между стади ми охлаждени  про исходит частичное выравнивание температуры по сечению проката, повьашение температуры наружной кольцевой зоны до 700-750С и самоотпуск этих слоев. При паузе менее 1,2 с требуема  дл  формировани  структуры и свойств степень самоотпуска наружной зоны не обеспечиваетс , что приводит к снижению пластических свойств, а увеличение паузы свыше 4 с приводит к выделению большого количества избыточного фе ррита в глубинных сло х П1 ркатов и понижению его аг эегатных прочностных и пластических характеристик . Предложенна  технологи  обес печивает получение термически упрочненных стержней, металл наружной кол цевой зоны поперечного сечени  (до 3 площади) которых имеет структуру высокоотпущенного сорбита закалки, а осевой зоны (свыше 70% площади) - псевдоэвтектоида с выделившимс  по границам избыточным ферритом. . Благодар  регламентированному охлаждению на первой стадии и последующей выдержке дл  выравнивани  тем пературы по сечению издели  охлаждение во второй стадии и последующий самоотпуск привод т к тому, что основна  массе металла претерпевает пр вращение в; момент наименьшей устойчивости ауст енита с образованием про дуктов, твердость которых по сечению измен етс  незначительно. Полученна  зтим способом структура аналогична структуре, котора  обра- зуетс  при сварке стали с содержанием углерода 0,22-0,37% на участках перегрева , перекристаллизации и отпуска зоны термического вли ни , а твердость термически упрочненного металла соответствует твердости металла зоны термического вли ни . Поэтому термически упрочненна  по предложенному способу сталь не разупрочн етс  при сварке и может примен тьс  в сварных конструкци х. Пример . Стержневую арматуру диаметром 16 ;мм из углеродистой стали , содержащей 0,36% углерода; 0,58% марганца и 0,24% кремни , после прокатки с температурой 1040С рхлаждают непосредственно за чистовой клетью стана в блоке предварительного охлаждени  со скоростью 425 град/с до достижени  температуры на поверхности издели  640С. В процессе перемещени  стержней от блока предварительного охлаждени  до основного блока охлаждени  в течение 2,8 с за счет тепла внутренних слоев стержн  происходит частичное выравнивание температуры по их сечению. При входе в основной блок охлаждени  темпера- , тура на поверхности стержней 730С. . В основном блоке охлаждени  стержни охлаждают со скоростью 425 град/с до , После термического упрочнени  стержни имеют следующие свойства: временное сопротивление 68 кгс/мм, предел текучести 52 кгс/мм, относительное удлинение 21%. Структура поверхностного сло  представл ет собой сорбит высокого отпуска с твердостью 225 HV; структура внутренней зоны представл ет собой конгломерат зёрен псевдоперлита (80%) и феррита (20%) , выделившегос  по границам перлитной составл ющей. Твердость металла зтой зоны составл ет 185-190 HV. После сварки стыков прит женными швами установлено, что временное сопротивление сварных соединений равно временному сопротивлению исходной стали. Твердость участка перегрева зоны термического вли ни  равна 220230 HV, участка перекристаллизации и высокого отпуска - 180-185 HV. Отсутствие разупрочнени  при сварке термически упрочненных арматурных стержней обусловлено особенностью строени  структуры стали, их идентичностью со структурой металла зоны термического вли ни  и кратковременного термического цикла сварки. Предложенный способ позвол ет. в промышленныхТиасштабах осуществить производство углеродистой термически упрочненной стали, котора  по своим свойствам, в том числе и свариваеюcтью , не уступает низколегирован-

744038-6

кГйюоставоГиГТ ° предотвравеви  рааупрочжен о г лГ5 -- BeS;:,°c KipSis ss::° ™ L «ss.... - -

Claims (1)

1. P0j ггс и 08Г2С.течение 1,2-4,0 с, а затем провод т Формула изобретени  ни  средней по сечению температуры

   Способ термического упоочненм г.

   проката, преимущественно аомат ««ы«Источники информации,

   стержней из сталГс со ержанием гле- Р «™« во внимание при экспертизе

   рода 0,22-0,37%, включающий аустени а- ,5о,оðР° свидетельство СССР

   Цию, двухстадийное охлаждение и 15 29227, кл. с 21 D 1/78, 1970.

   пуск, отличающийс  тем сТ1оп ° ° °® свидетельство СССР

   щ и и с   тем, ц 616303, кл. С 21 D 1/78, 1977.

   вторую стадию охлаждени  до двстизкё