Спосіб виробництва броньової сталі

1 Спосіб виробництва броньової сталі, що включає розливання сталі, гарячу прокатку і загартування прокату, який відрізняється тим, що після гарячої прокатки виконують термоциклування прокату, при цьому розливання сталі проводять із швидкістю прохолодження 70-90°С/с, гарячу про катку проводять в інтервалі температур 10901150°С з обтисненням 15-25%, загартування проводять після термоциклування прохолодженням лицьової поверхні заготівки із швидкістю 70-80°С/с від 900-950°С до досягнення тильною поверхнею заготівки температури 180-200°С 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що термоциклування проводять у 3-5 циклів в інтервалі температур з Ас1 -50°С до АсЗ +80°С із швидкістю нагрівання 50-70°С/с і швидкістю охолодження 60-80°С/с 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що гарячу прокатку, термоциклування і загартування проводять у середовищі захисного газу Винахід відноситься до металургійного виробництва високоміцних сталей і призначений для виробництва броньової сталі, що застосовується в засобах індивідуального захисту (бронежилетах, броньових щитках і т д ), а також у деталях спеціальної техніки, наприклад в автомобілях ВІДОМІ способи виробництва броньової сталі за допомогою деформацшно-термічної і високотемпературної хіміко-термічної обробки сталевих заготівок Одним з них є спосіб виготовлення броньових елементів (патент РФ №2139357, МКВ 7 В21Д9/42, F41H1/02, F41H5/02, пріоритет від 14 04 99), вибраний як аналог Спосіб включає нагрівання литих заготівок з легованої сталі від 900°С до температури початку кування, кування з деформацією не менше 40% по двох взаємно перпендикулярних гранях, дифузійний відпал, наступне кування з деформацією заготівки спочатку на ЗО - 40%, потім у трьох взаємно перпендикулярних напрямках не менше, ніж на 50 - 60%, наступний відпал з кувального нагрівання в інтервалі температур від Агі 50°С до Агі -100°С і проміжне охолодження до температури цеху прохолоджують до температури чистової прокатки, що виконують із сумарним обтисненням 1 - 5%, а після надання заготівкам їх форми піддають загартуванню з охолодженням при температурі 100 90°С и відпустці при температурі 100 - 250°С Загальними ознаками технічного рішення, що заявляється, і аналога являється спосіб виготовлення сталевих броньових елементів, що включає розливання сталі, гарячу прокатку і загартування Застосована в розглянутому способі виготовлення броньових елементів кування не забезпечує однорідність структури металу, що приводить до низької ударної в'язкості заготівки, до тріщиноутворення при ударному навантаженні і до низкою Далі виконують гарячу прокатку в інтервалі температур від Агз +120°С до Агз +40°С, чергуючи прокатку в подовжньому і поперечному напрямках Потім виконують відпал із прокатного нагрівання в інтервалі температур від Агі -50°С до Агі -100°С, протикульної СТІЙКОСТІ Спосіб деформаційно-термічної обробки сталі також вибраний як аналог (авторське посвідчення СРСР №1463775, МКВ5 B21D8/06, пріоритет від 13 04 87), що включає аустенізаційний нагрів, підстуження на повітрі до температури Агз Агз +30°С відлитих сталевих заготівок При цій температурі здійснюють деформування прокаткою в 2 З прохода з обтисненням у кожнім проході - 15 20% Після ЦЬОГО роблять охолодження на повітрі до температури Агі - (-20 -50)°С і витримують при цій температурі до кінця перлітного перетворення, а потім прохолоджують до кімнатної температури, роблять загартування і відпустку Загальними ознаками технічного рішення, що о (О ю 56072 заявляється, і аналога є спосіб виготовлення сталевих бронеелементів, що включає розливання сталі, гарячу прокатку і загартування Застосована у способі тривала відпустка (протягом 1ч при 200°С) зменшує твердість лицьової поверхні за рахунок и зневуглецювання і знижує протикульну СТІЙКІСТЬ бронеелементів Як прототип вибраний спосіб виготовлення сталевих бронеелементів для засобів індивідуаль7 ного захисту (патент РФ №2015491, МКВ F41H5/04.1/02, пріоритет від ЗО 07 92) Розлиті заготівки піддають гарячій прокатці, охолодженню, відпалу, механічній обробці, холодному формоутворенню, загартуванню, відпустці При цьому прокатку здійснюють в інтервалі температур від Асз +100°С до Агз +50°С с частковими обтисненнями в межах 12 - 14% Відпал проводять з використанням тепла прокатного нагрівання Загартування проводять із швидкістю охолодження 40 - 50°С/с, відпустку - при температурі 140 170°С Загальними ознаками технічного рішення, що заявляється, і прототипу є спосіб виробництва броньової сталі, що включає розливання сталі, гарячу прокатку і загартування Проведення гарячої прокатки в інтервалі температур від Асз +100°С до Агз +50°С приводить до розпаду твердого розчину аустеніту, утворенню в ньому субструктури, а також приводить до дисперсної будови перліту Загартування, здійснюване по обидва боки заготівки знижує ударну в'язкість її тильної сторони, що приводить до низкою протикульної СТІЙКОСТІ матеріалу В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу виробництва броньової сталі, у якому, за рахунок технологічних особливостей, забезпечується підвищення протикульної СТІЙКОСТІ броньової сталі Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва броньової сталі, що включає розливання сталі, гарячу прокатку і загартування, після гарячої прокатки виконують термоциклування прокату, при цьому розливання стали проводять із швидкістю прохолодження 70 - 90°С/с, гарячу прокатку проводять в інтервалі температур 1090 - 1150°С з обтисненням 15 - 25%, загартування проводять після термоциклування прохолодженням лицьової поверхні заготівки із швидкістю 70 - 80°С/с від 900 - 950°С до досягнення тильною поверхнею заготівки температури 180 - 200°С При цьому термоциклуваня проводять у 3 - 5 циклів в інтервалі температур з А с і -50°С до Асз +80°С із швидкістю нагрівання 50 - 70°С/с і швидкістю прохолодження 60 - 80°С/с, гарячу прокатку, термоциклування і загартування проводять у середі захисного газу Перераховані ознаки складають сутність винаходу Причинно - наслідковий зв'язок істотних ознак винаходу з технічним результатом обґрунтовується наступним Для підвищення протикульной СТІЙКОСТІ броньової сталі в способі виробництва броньової сталі, що включає розливання сталі, гарячу прокатку і загартування прокату, після гарячої прокатки виконують термоциклування прокату Виконання термоциклування в 3 - 5 циклів в інтервалі граничних температур з Асз -50°С до Асз +80°С із швидкістю нагрівання 50 - 70°С/с і швидкістю прохолодження 60 - 80°С/с забезпечує підвищення ударної в'язкості металу, що зв'язано із здрібнюванням зерна структури металу на 1 - 2 бала і вище і сприятливим розподілом у структурі легуючих елементів Виконання розливання стали із швидкістю прохолодження 70 - 90°С/с (прискореною кристалізацією) дозволяє досягти однорідності структури металу по всьому об'єму Проведення гарячої прокатки в інтервалі температур 1090 - 1150°С приводить до значного зневуглецювання, істотного росту аустенітного зерна і супроводжується зменшенням витрати енергії на деформування Виконання обтиснення в інтервалі 15 - 25% сприяє деформуванню прокату рівномірно по товщині і підвищенню продуктивності А виконання після термоциклування загартування заготівки шляхом прохолодження лицьової поверхні заготівки із швидкістю 70 - 80°С/с від 900 - 950°С до досягнення тильною поверхнею заготівки температури 180 - 200°С дозволяє підвищити ударну в'язкість тильної поверхні з 39Дж/см2 до 78Дж/см2 і збільшити твердість лицьової поверхні з 678Н/мм до 2300Н/ММ, одержати дрібне зерно (З - 5мкм), запобігти бейнітного розпаду і уникнути локальних мікронапруг Проведення гарячої прокатки, термоциклування і загартування в середі захисного газу забезпечує безокалинне виробництво і високу чистоту поверхні виробу, тому що утворення окалини на поверхні заготівки приводить до втрати нею міцностних властивостей і появи тріщин при ударних навантаженнях, а, отже, низьку протикульну СТІЙКІСТЬ Нижче приводиться опис способу виробництва, що заявляється, броньової сталі і приклади його конкретної реалізації Приклад Після розливання сталі із швидкістю прохолодження 80°С/с шляхом контактного прохолодження в мідному кристалізаторі заготівку сталі 50X3 у вигляді пластини товщиною 18мм нагрівали до 1100°С, прокочували в інтервалі температур 1090 - 1100°С за 5 пропусків з обтисненнями 25% до товщини 4,5мм Далі заготівку нагрівали до 900°С в електропечі Н-45, перегрітій до 930 + 20°С для забезпечення швидкості нагрівання не менш 50°С/с, а потім заготівку примусово прохолоджували в мідному водоохолоджувальному теплообміннику до нижньої граничної температури 720°С із швидкістю прохолодження не менш 70°С/с Виконували 3 цикли, після цього лицьову поверхню заготівки прохолоджували із швидкістю 70 - 80°С/с від 920°С до досягнення тильною поверхнею заготівки температури 200°С, повільно прохолоджували на повітрі При такій обробці одержували заготівку з ударною в'язкістю тильної поверхні 78Дж/см2 і твердістю лицьової поверхні 2300Н/ММ, із дрібним зерном (3 - 5мкм) Гарячу прокатку, термоциклування і загартування проводили в середі захисного газу Це забезпечило безокалинне виробництво і високу чистоту поверхні виробу 56072 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24