Виды термической обработки сортового проката из конструкционных сталей

1. Углеродистые стали, содержащие 0,06-0,2%С, а также сортовой прокат, содержащий 0,2-0,3%С, диаметром больше 75мм используют без термической обработки.

2. Качественные углеродистые стали, содержащие 0,3-0,6%С, подвергают неполному отжигу при температуре 750°С или высокому отпуску при температуре 680°С для снижения твердости.

3. ТО легированных конструкционных сталей.

А) Изотермический отжиг с нагревом до температуры 860-890°С, быстрым охлаждением до 660°С, изотермической выдержкой при этой температуре в течении 4-6 часов, с последующим охлаждением на воздухе, для цементуемых сталей, а также 40ХН, 40ХНМ, 50ХГФА с целью обеспечения хорошей обрабатываемости резанием.

Б) Неполный отжиг при температуре 750°С, охлаждение с печью до 600°С, а затем на воздухе

В) Высокий отпуск при температуре 660°С в течение 10-14 часов в садочных печах.

Г) Нормализация – с индукционного нагрева при температуре

900-920°С - для сталей 30Х,18ХГВ, 30ХГТ, 30ХМА, 12ХН3А;

860-890°С - для сталей 40ХН, 40НМА, 40ХС, 20Х2Н4А, с последующим охлаждением на воздухе.

Стали 20Х,30ХНЗА, 12Х1МФ и другие после нормализации подвергают высокому отпуску.

4. Противофлокеная обработка крупносортного проката предназначена для удаления водорода, растворенного в стали. С этой целью производят замедленное охлаждение проката в неотапливаемых колодцах до температуры 500-600°С в течение 25-50 ч. Или сортовой прокат из низколегированных сталей охлаждают на воздухе, а затем нагревают до 660-700°С и длительно выдерживают при этой температуре.

Контроль качества сортового проката после то.

1. Макро и микроанализ.

2. Механические испытания – определение твердости, испытание на растяжение и ударную вязкость.

3. Контроль толщины обезуглероженного слоя

4. Неразрушающий контроль дефектов.

Термическая обработка сортового проката из инструментальных сталей.

1. Нормализация сталей У10, У11, У12, У13 проводится в потоке стана в процессе охлаждения потоком воздуха, или водо-воздушной смесью сразу после выхода проката из последней клети. Температура металла должна быть выше Асm. Нормализацию проводят для устранения цементитной сетки по границам зерен, затем выполняют неполный отжиг для снятия твердости.

2. Неполный отжиг сортового проката из углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей проводится для получения структуры зернистого перлита обладающей хорошей обрабатываемостью резанием и пластичностью.

Неполный отжиг сталей У10, У11, У12, У13 проводят с выдержкой 0,5-0,7 часа/т, для садки 10-30 т.

Твердость после отжига составляет:

У7, У8 – 187 НВ;

У10 – 197 НВ;

У12 – 207 НВ;

У13 – 217 НВ.

После отжига выполняют контроль толщины обезуглероженного слоя, он не должен превышать 0,3 мм для проката d=6-10 мм, 0,6 мм для проката диаметром 16-25 мм, 0,8 мм для проката диаметром 40-60 мм.

Если толщина обезуглероженного слоя превышает допустимые пределы, то проводят исправительный отжиг в окислительной атмосфере, в результате чего обезуглероженный слой окисляется и удаляется с окалиной. У легированных и быстрорежущих сталей температура неполного отжига выше.

Время выдержки для легированных сталей составляет 0,45-0,62 час/тонна.

3. Изотермический отжиг быстрорежущих сталей- нагрев в защитной атмосфере до температуры 880°С, быстрое охлаждение до 740-750°С, выдержка при этой температуре и охлаждение на воздухе.

4. Отпуск штамповых сталей.

5. Рекристаллизационный отжиг в калиброванной стали при температуре 700-750°С в защитной атмосфере печи, или при 650-680°С в индукционных установках в течении 15-25 секунд.

Оборудование для ТО сортового проката:

- методические печи, работающие в садочном режиме и проходном режиме;

- нагревательные колодцы;

- камерные печи;

- индукционные установки;

- спрейрные устройства.

Тема: Термическая обработка листового проката и полос

Назначение ТО листового проката

- снижение твердости и повышение пластичности;

- устранение внутренних напряжений;

- повышение прочности листового проката, который не подвергается ТО у потребителя

Виды ТО листового проката из углеродистой стали:

1. Отжиг горячекатаных листов из следующих сталей при температуре:

08кп, 10кп, 15сп, Ст1, Ст2кп - 860-890°С;

10сп, 15сп, 20сп, Ст3сп, ВСт3 - 830-850°С;

15кп, 25п, Ст3кп, Ст4кп - 820-840°С;

20, 25, 30 , Ст4сп, Ст5сп - 810-820°С;

35, 40, 45, 50 -  780-800°С.

Общая продолжительность нагрева составляет 1 минуту на мм толщины при двустороннем нагреве и 3 минуты на мм при одностороннем. Листы толщиной менее или равной 2 мм укладывают пачками по 2-3 листа, а более 2 мм - по отдельности.

2. Нормализация горячекатаных листов проводится для следующих сталей при температуре:

08кп, 10кп, 15сп, Ст1, Ст2кп - 930-950°С;

10сп, 15сп, 20сп, Ст3сп, ВСт3 - 920-940°С;

15кп, 25п, Ст3кп, Ст4кп - 910-930°С;

20, 25, 30 , Ст4сп, Ст5сп - 870-890°С;

35, 40, 45, 50 - 820-850°С.

Нормализация приводит к повышению прочности. Если после прокатки обеспечивается необходимый уровень механических свойств, то термообработку не проводят.

3. Рекристаллизационный отжиг холоднокатаных листов из сталей 08, 10, 15, 20 проводит в колпаковых печах при нагреве рулона со скоростью 10-50°С/час до температуры 680-780°С для кипящих сталей и 700-720°С для спокойных сталей. Отжиг проводится в защитной атмосфере в течение 12 часов, а для спокойных сталей - 5-20ч. Охлаждение производят с печью до 150-180°С, а затем на воздухе. При охлаждении распущенных рулонов время значительно сокращается. В результате отжига снимаются напряжения, повышается пластичность т.к. образуется структура феррит+зернистый цементит.

4. Кратковременный рекристаллизационный отжиг в горизонтальных и вертикальных протяжных печах при температуре 720°С, при конвекционном нагреве 90-140секунд, а в расплавленном металле 25сек.