Технология термической обработки

Стальной листовой прокат тонколистовой - с толщиной 0,2…3,9 мм и Толстолистовой - толщиной 4,0…160 мм.

Тонколистовая сталь – ширина 500-4000 мм, длина 1200-5000 мм, полосы в рулонах шириной 200…2300 мм.

Толстолистовая сталь - листы или широкая полоса.

Листовой прокат используется в состоянии поставки, без дополнительной ТО. К листам предъявляют требования по механическим свойствам. Основную часть листов используют для получения изделий методами холодной штамповки, гибки. В связи с этим к стали предъявляют требования по штампуемости, оцениваемой по глубине лунки.

По способности к вытяжке стали делятся на категории:

Г - глубокая, Н - нормальная, ВГ - весьма глубокая, СВ - сложная, ОСВ - особо сложная и ВОСВ - весьма особо сложная.

Склонность сталей к деформации при вытяжке зависит от размера зерна и дисперсности структуры. В листовых заготовках не допускается наличие обезуглероженного слоя, скоплений неметаллических включений, интерметаллидных и карбидных фаз.

2

Технология термической обработки тонколистового проката регулирует конечную структуру и свойства стали с целью

обеспечения лучшей штампуемости. Для этого применяют

рекристаллизационный или нормализационный отжиг.

Для изготовления тонких листов используются низкоуглеродистые и низколегированные стали: 08кп, 08пс, 08Ю, 10, 15, 16ГС, 09Г2С, 09Г2СД, 10Г2С1, 10ХСНД. В зависимости от механических свойств тонколистовой прокат поставляется по 17 категориям, со следующими изменениями механических свойств: σв = 450-550 МПа,

KCU-40=0,3-0,4 МДж/м2.

Наилучшая штампуемость обеспечивается при структуре доэвтектоидных сталей в виде равноосного феррита с размером зерна 5-7 балла для кипящих сталей, для сталей спокойных с небольшим количеством мелкозернистого структурно свободного цементита.

3

Технологию термической обработки тонкой ленты для глубокой и особо сложной вытяжки:

Степень обжатия в последней клети стана горячей прокатки должна быть выше критической и составлять 15-20%.

Температура конца прокатки должна находиться выше критической точки Ас3 (860-920 °С).

Охлаждение в интервале температур 750-550 °С после выхода из последней клети стана горячей прокатки перед смоткой должно быть быстрым для получения цементита сферической формы.

Смотка в рулон ленты должна выполняться при 550-650 °С.

Холодная прокатка производится при суммарной величине обжатия равной 50-60%.

Рекристаллизационный отжиг ведется в рулонах или при размоте ленты с протягиванием через печь при температурах ниже точки Ас1 (640-720 °С).

4

Рекристаллизационный отжиг выполняют в колпаковых печах с защитной атмосферой. Нагрев рулонов ведется со скоростью 10-50 °С/ч. Конечная температура нагрева для кипящих сталей назначается в пределах 680-700 °С, для спокойных 700-720°С. Время выдержки назначают из условия получения допустимого перепада температуры по сечению рулона. Скорость охлаждения рулона в интервале температур 720-300 °С должна быть малой и равной ~40 °С/мин.

Типичный режим отжига рулонов из стали 10 в одностопной колпаковой печи: 1 - нагрев; 2 - охлаждение под муфелем; 3 - охлаждение на воздухе

5

Технология термической обработки толстолистовой стали включает операции отжига-нормализации с высоким отпуском или без него и улучшение.

Нормализация применяется для повышения пластичности листов толщиной не более 15 мм.

Термическая обработка улучшением (закалка + высокий отпуск) используется для более толстых листов.

Толстолистовая сталь изготавливается из углеродистых сталей с содержанием 0,08-0,30% углерода или низколегированных: 09Г2, 15Г, 09ГСД, 15Г2СФД, 14ХГС, 10ХСНД, 15ХСНД и др., поставляется или с термообработкой, или без нее.

6

Наиболее перспективно применение термической обработки с использованием тепла горячей прокатки.

Способы термической обработки листов из низкоуглеродистой стали (Ст3сп, толщина листа 40 мм): 1 – нормализация с прокатного нагрева; 2, 3 – одинарная и двойная упрочняющие термические обработки; 4 – охлаждение на воздухе

1. Нормализация с использованием тепла прокатного нагрева, когда листы принудительно охлаждаются водой до 680-600 °С, а затем на воздухе до 550 °С и нормализация в печах;

2.Одинарная термообработка (ускоренное охлаждение листов водой до 700-650°С, затем на воздухе, что обеспечивает получение мелкозернистой структуры с повышенной прочностью;

3.Двойная упрочняющая термическая обработка (ускоренное охлаждение водой до 600-300 °С с последующим отпуском при 620-

680 °С в печах. Позволяет получить после отпуска мелкие зерна

7

феррита и равномерное распределение тонкодисперсных карбидов.

Технология термической обработки проволоки и ленты. Патентирование

Стальная проволока может иметь круглый или фасонный профиль (квадратный, прямоугольный, клиновидный, трапециевидный и др.) с сечением до 16 мм. В промышленности производятся свыше 7000

типоразмеров.

По назначению различают пружинную, канатную, арматурную, подшипниковую, вязальную, игольную проволоку.

Взависимости от диаметра проволоку подразделяют на:

•Особо толстую диаметром 8-16 мм;

•Толстую диаметром 6-8 мм;

•Средней толщины диаметром 1,6-6,0 мм;

•Тонкую диаметром 0,4-1,6 мм;

•Тончайшую диаметром 0,1-0,4 мм;

•Наитончайшую (микронную) диаметром меньше 0,1 мм. Значительную часть проволоки выпускают с защитными

покрытиями: цинком, оловом, кадмием, алюминием, хромом, пластмассами и лаками.

8

Проволока должна иметь следующие свойства:

- Механические (σв, число перегибов, число скручиваний,

способность выдерживать навивку вокруг стержня определенного диаметра без поломок и растрескивания).

-На разрыв с узлом (канатная диаметром до 0,8 мм).

-По излому, микроструктуре, глубине обезуглероженного слоя, макроструктуре (флокены, пористость, трещины и др.), подшипниковая проволока.

-Не допускаются поверхностные дефекты.

Маршрутная технологическая схема изготовления проволоки: приготовление расплава; литье слитков; горячая деформация -

получение катанки диаметром 4,7-19 мм; термическая обработка катанки (ПТО) может отсутствовать; подготовка поверхности к волочению; волочение; окончательная термообработка (ОТО).

Две последние операции могут повторяться несколько раз для того, чтобы получить требуемый размер проволоки.

9

ПТО катанки. Микроструктура катанки должна представлять собой сорбитообразный пластинчатый перлит. Сорбитизированную структуру получают посредством двухстадийного регулируемого охлаждения с прокатного нагрева - технология Белорецкого металлургического комбината (БМК). На первой стадии выполняют циклическое охлаждение водой до среднемассовой температуры 720-740 °С со средней скоростью 300-400 °С/с. При этом температура поверхности не опускается ниже температуры Мн (рис.).