Спосіб одержання металевих виробів

Способ получения металлических изделий, включающий пластическую деформацию металла при температуре не ниже температуры нижней критической точки фазовых превращений, деформацию металла осуществляют не менее двух раз в калибрах один из которых является пластовым, при этом в пластовых капибрах получают прямоугольное или близкое к прямоугольному сечение со стрелой прогиба по описанному прямоугольнику не превышающей 0,25 размера по меньшей оси и 0,15 размера по большей оси прямоугольника, а закругления прямоугольника по углам не превышают 0 4 его размера по меньшей оси, с частной или суммарной относительной деформацией до изменения ее направления не менее 0,25 а охлаждение осуществляют в любой из охлаждающих сред со скоростью не менее 1,5°С/мин до температуры конца структурных превращений, отличающийся тем что при производстве металлических изделий, сматываемых в мотки с предыдущим ускоренным охлаждением, с переднего конца проката на расстоянии 1-3% от общей длины мотка и от заднего конца проката на расстоянии 1-8% от общей длины мотка осуществляют повышение температуры на 30-100°С относительно температуры остальной части длины проката после камеры ускоренного охлаждения Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлических изделий, сматываемых в мотки с предыдущим ускоренным охлаждением Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является способ получения металлических изделий [1] В известном способе в течение деформации (непрерывной или прерывистой с промежуточными охлаждениями и последующими нагревами) не менее двух раз, независимо от числа предыдущих и последующих схем и режимов во время указанной деформации раската, его деформацию осуществляют в калибрах, один из которых является пластовым (овал-круг, ящичный овал-круг, гладкая бочка-круг, ящичный овал-ящичный калибр, гладкая бочка-ящичный калибр, овал-ребровый овал, ящичный овал-ребровый овал, овал-ящичный калибр), при этом в пластовых калибрах или бойках (перечисленных выше типов овальных калибров и гладкой бочки) получают прямоугольное или близкое к прямоугольному сечение раската со стрелой прогиба по описанному прямоугольнику не превышающей 0,25 размера по меньшей оси и 0,15 размера по большей оси прямоугольника, а закругления прямоугольника по углам не превышают 0,4 размера по меньшей оси, с частной или суммарной относительной деформацией до изменения ее направления не менее 0,25, а охлаждение осуществляют в любой из охлаждающих сред непрерывно, ступенчато или прерывисто со скоростью не менее 1,5°С/мин до температуры конца структурных превращений Недостатком данного способа при производстве проката, сматываемого в мотки, является появление перепада механических свойств и неоднородность микроструктуры металла по длине готового профиля вследствие неравномерных условий охлаждения в мотке В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения металлических изделий, сматываемых 8 мотки, с предыдущим ускоренным охлаждением, в котором за счет регулирования температуры на концах мотка обеспечивается выравнивание механических свойств и повышение однородности микроструктуры металла см О CD СО СО Ю < 15366 В предлагаемом способе, включающем пластическую деформацию металла при температуре не ниже температуры нижней критической точки фазовых превращений, деформацию металла осуществляют не менее двух раз в известных калибрах, один из которых является пластовым, при этом в пластовых калибрах получают прямоугольное или близкое к прямоугольному сечение со стрелой прогиба по описанному прямоугольнику не превышающей 0,25 размера по меньшей оси и 0,15 размера по большей оси прямоугольника, а закругления прямоугольника по углам не превышают 0,4 его размера по меньшей оси, с частной или суммарной относительной деформацией до изменения ее направления не менее 0,25, а охлаждение осуществляют в любой из охлаждающих сред со скоростью не менее 1,5°С/мин до температуры конца структурных превращений, дополнительно, при производстве металлических изделий, сматываемых в мотки с предыдущим ускоренным охлаждением, с переднего конца проката на расстоянии 1-3% от общей длины мотка и от заднего конца проката на расстоянии 1-8% от общей длины мотка осуществляют повышение температуры на 30-100°С относительно температуры остальной части длины проката после камеры ускоренного охлаждения. В предлагаемом способе за счет создания определенной величины равномерной составляющей деформации по сечению и числа раз ее применения при температурах не ниже нижней критической точки фазовых превращений и скорости охлаждения, удается повлиять на микроструктуру металлов и сплавов таким образом, что по всей длине мотка наблюдается пониженная склонность к наклепу при последующей холодной или теплой обработке, повышаются пластические свойства металла Полученная по технологии "Т-Д" микроструктура характеризуется мелким зерном и может представлять структуру от близкой к зернистому перлиту до мартенсита. Получение в пластовых калибрах прямоугольного или близкого к нему сечения приводит к наличию равномерной составляющей деформации по сечению, что при последующей задаче в калибр этого сечения также приведет к появлению равномерной составляющей деформации. При этом микроструктура претерпевает превращения, которые, накапливаясь после двукратного использования, будут приводить к изменению микроструктуры. Если суммарная или частичная деформация до изменения ее направления будет не менее 0,25, то в сочетании с не менее чем двухразовой деформацией в системах калибров это приводит к получению микроструктуры, обеспечивающей пониженную склонность к наклепу и высокие пластические свойства. Если сечение, близкое к прямоугольному, выполняется со стрелой прогиба по описанному прямоугольнику не более 0,25 размера по меньшей оси и 0,15 размера по большей оси прямоугольника, при этом прогиб может быть вогнутым, выпуклым или выпукловогнутым, а закругления прямоугольника по углам не превышают 0,4 его размера по меньшей оси, то при деформации суммарной или частной до изменения ее направления не менее 0,25 в сочетании с не менее чем двухра зовой деформацией в системах калибров это приводит к получению микроструктуры, обеспечивающей пониженную склонность к наклепу и высокие пластические свойства Для получения эффекта в микроструктуре оказывается не важным, идет ли деформация непрерывно в системах калибров, один из которых является пластовым, или же осуществляется ступенчато (когда после одного прохода в калибре температура металла понижается настолько, что для последующего прохода в этом или следующем калибре металл необходимо подогреть) или же по технологической цепи часть проходов по технологии "Т-Д" осуществляют с одного нагрева, затем полученные промежуточные раскаты режут на мерные длины, охлаждают, проводят осмотр поверхности, зачищают и передают для перекатки на другие станы, где дополнительно осуществляют часть проходов о технологии "Т-Д". Охлаждение ведут со скоростью не менее 1,5°С/мин, т. к. это обеспечивает структуру и нет необходимости вести охлаждение на пониженных скоростях, что позволяет отказаться от использования или строительства печей, колодцев и т. п. В качестве охлаждающей среды используется техническая вода или водовоздушная смесь - любая из этих сред обеспечит охлаждение с получением в готовом прокате микроструктуры, обеспечивающей пониженную склонность к наклепу. Повышение температуры на 30-100 6 С с переднего конца проката на расстоянии 1-3% от общей длины мотка и от заднего конца проката на расстоянии 1-8% от общей длины мотка относительно температуры остальной части проката после камеры ускоренного охлаждения, например, путем снижения подачи охлаждающей жидкости на эти участки, позволяет выровнять- металлические свойства металла и его микроструктуру по длине мотка за счет изменения теплообмена в мотке. При охлаждении раската для получения бейнитной или сорбитной структуры разница в температурах конца и середины раската, а также длина концевых участков выбирается наименьшей: длина участков - 1-1,5% для переднего конца и 1-5% для заднего конца мотка, а повышение температуры осуществляют на 30-40°С. При охлаждении раската для получения структуры перлита с низкой твердостью, разница в температурах концов и середины раската, а также длина концевых участков выбирается наибольшей. Длина участков 2,5-3% для переднего конца и 7-8% для заднего конца, а повышение температуры осуществляют на 90-100°С Повышение температуры переднего конца на длину более 3% и заднего конца мотка на длину более 8% от общей длины мотка оказывается не целесообразным, так как это приводит к повышению среднемассовой температуры и повышенному окалинообразованию на поверхности проката в мотке. Повышение температуры концов проката менее чем на 30°С не целесообразно, так как в этом случае не хватает тепла для осуществления фазовых превращений в металле на переднем и заднем концах проката Повышение температуры свыше 100°С приводит к повышенному окалинообразованию и резкому перепаду свойств металла: на концах проката механичес 15366 кие свойства снижаются по отношению к остальной части проката. Способ осуществляют следующим образом. Исходную заготовку прокатывают до конечного профиля в валках. При этом деформация может осуществляться на одном стане с одного нагрева, на двух и более станах (например, блюминг, непрерывно-заготовочный стан НЗС, сортовой или проволочный стан) с одного нагрева, с промежуточным подогревом, с охлаждением после определенных циклов (например, охлаждение заготовок после НЗС, осмотр, зачистка, передача на печи сортового или проволочного стана) и затем их нагрева, с подпружиниванием перед определенными проходами, например, перед чистовыми В течение этой деформации не менее двух раз раскат деформируют в системах калибра, один из которых является пластовым. При этом в пластовых калибрах получают прямоугольное или близкое к прямоугольному сечение раската. Деформация в пластовых калибрах с получением прямоугольника может осуществляться в первых проходах, в последующих проходах (при условии, что выпускаемое сечение соответствует конечному профилю), в средних проходах; осуществляться как на одном из станов, так и на нескольких; может применяться по всей линии стана и по всем станам. Прямоугольное сечение может выполняться с закруглениями, например, в пластовых калибрах типа плоский овал; двухрадиусный овал Закругления на прямоугольнике по углам не превышают 0,4 размера по его меньшей оси. В калибрах: однорадиусных, многорадиусных, ящично-овальных, ромбических при обжатии круглого или профиля ребровой овал на гладкой бочке - близкое к прямоугольному сечению выполняется со стрелой прогиба (вогнутая или выпуклая, или выпукловогнутая), не превышающей 0,25 размера по меньшей оси и 0,15 размера по большей оси. Прокатка осуществляется с обжатиями, обеспечивающими деформацию не менее 0,25 по наибольшему размеру в соответствующем направлении до начала деформации в следующем по ходу деформации калибре перечисленных систем. После получения готового профиля или окончания цикла прокат подвергается ускоренному охлаждению. В качестве охлаждающей среды используется, к примеру, техническая вода или водовоздушная смесь. Охлаждение ведут со скоростью не менее 1,5°С/мин. При этом скорость охлаждения может меняться по ходу охлаждения: высокая-низкая-высокая, низкая-высокая, высокая, и т. п. комбинации режимов охлаждения, но не ниже 1,5°С/мин. При производстве проката, сматываемого в мотки с предыдущим ускоренным охлаждением, с переднего конца проката на расстоянии 1-3% от длины мотка и от заднего конца проката на расстоянии 1-8% от длины мотка осуществляют повышение температуры на 30100°С относительно температуры охлажденного проката путем снижения подачи охлаждающей жидкости на эти участки. Пример конкретного выполнения: На НЗС 730/500 прокатывают из прямоугольного сечения 300x300 заготовку [] 62 мм стали марки 30 ХГСА. При этом используют режим обжатий, представленный в таблицах 1,2. На стане 730 прокатывают заготовку D 125 мм по режиму табл 1. Далее металл при температуре 10001100°С передают на стан 500, где из сечения 125x125 получают О 62 мм При этом используют режим обжатий, представленный в таблице 2. После прокатки и порезки на летучих ножницах раскат укладывают в штабеля и охлаждают в естественных условиях на воздухе. Скорость охлаждения составляет 3-4°С/мин. Полученные заготовки подвергают осмотру, зачистке, при необходимости, на станах типа SEXP260x12000 фирмы "Генрих Pay" и направляют для дальнейшего передела на проволочный стан 250. Здесь за 17 проходов получают катанку 06,5. Температура начала прокатки 1100°С, после 11 клети - 990°С, температура конца прокатки - 1030°С из-за саморазогрева, раската при дальнейшей деформации. При этом в 1 и 2 клети с обжатиями по 17 мм с описанными размерами НхВ=26 х 80 мм с вогнутостью по большей стороне равной 1,0 мм (0,04 Н) и с выпуклостью и фасками по меньшей стороне равными 10 мм (0,125В). Данное сечение кантуется и задается в квадратный калибр клети № 3 с размерами по вершине Н=53 мм. После деформации в данной клети (обжатие 0,348) получают П 38 мм, который далее прокатывают по существующим калибрам до 0 6,5 мм. Температура конца прокатки - 1050°С. Катанку после чистовой клети охлаждают до температуры 650-700°С за 1 1,5 с (скорость охлаждения 16000-24000°С/мин) при расходе воды 70 м /ч и давлении 4,0-4,5 МПа. При этом на переднем конце снижают расход до 20-25 м3/ч и осуществляют выдержку времени до 1 с. Затем повышают подачу охлаждающей жидкости до 70 м3/ч и за 2 с до окончания прокатки данного раската осуществляют снижение расхода охлаждающей жидкости до 20-25 м3/ч. Скорость прокатки при этом составляет 30-35 м/с. После смотки в бунт, по пластинчатому транспортеру мотки передаются на увязку и далее на крюковой конвейер холодильника. Здесь за 2-3 часа происходит окончательное охлаждение бунта до температуры окружающего воздуха Благодаря разнице в температуре охлаждения концов раската и его основной части удается снизить разбег показателей механических свойств по длине мотка после его окончательного охлаждения на крюковом конвейере. Так предел прочности на концах мотка составляет 75-80 кг/мм2, а на основной части мотка 70-76 кг/мм2, и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к металлу для дальнейшего волочения. Указанный прокат был подвергнут волочению без отжига на 0 4,05,0 мм. После волочения предел прочности составил 102-105 кг/мм2, что свидетельствует о невысоком упрочнении металла, полученного по технологии "Т~Д", при холодной деформации. 15366 Таблица 1 Тип калибра н, в, п/п мм мм Обжатие, мм Относительная деформация Температура, °С 1 Ящичный 225 318 75 0,250 1100 245 78 0,245 1090 260 58 0,237 1080 199 58 0,237 1070 Nfi Кантовка 2 Ящичный 240 Кантовка 3 Ящичный 187 4 Ящичный 202 Кантовка Кантовка 5 Гладкая бочка 148 215 53 0,256 1060 6 Ящичный 160 160 53 0,256 1050 0,236 1040 7 Ромбический 152 212 Квадрат П 125 162 162 1040 48 8 50 Таблица 2 № п/п Тип н, калибра мм В, мм Обжа Стрела прогиба, Закруг Относи Темпе тие, мм; относ велич. ления тельная дефор дефор мация мации, мм поН по В углов ратура °С 1 Овал 100 139 2 Ромб 84 162 25 1025 16 1015 Кантовка 3 Ромб 131 94 4 Квадрат • 82 106 106 31 1000 26 990 Кантовка на 45° 5 Ящичный овал 60 110 22 • 10 12 20 0,268 990 6 Квадрат а 82 82 81 28 0,09 0,2 0,33 0,254 990 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000 м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03