Способ изготовления проката

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(72) Авторы Парусов Владимир ВасильевичФилиппов Вадим ВладимировичТимошпольский Владимир ИсааковичЛуценко Владислав АнатольевичСтеблов Анвер БорисовичТищенко Владимир АндреевичКурбатов Геннадий АлександровичБондаренко Александр НиколаевичШевченко Александр Данилович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) Способ изготовления проката, включающий горячую прокатку при 900-1100 , выдержку, циклическое водяное охлаждение до температуры 800-950 , дополнительную выдержку в течение (1015)2 секунд, где- диаметр проката в см, и охлаждение на воздухе,отличающийся тем, что охлаждение на воздухе производят до температуры ниже температуры аустенитно-перлитного превращения А 1 на 100-200 со скоростью (35)/2 /с,где- диаметр проката в см. Мартенситные участки (х 200) - белые зоны, возникшие при скоростном волочении канатной катанки (сталь 70) с обычной микроструктурой поверхностного слоя 6689 1 Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изготовлению путем горячей прокатки и термической обработки с прокатного нагрева углеродистой катанки для стальных канатов и металлокорда. В качестве прототипа принят способ изготовления проката 1, включающий горячую прокатку при 900-1100 , выдержку, охлаждение водой на воздухе. Причем выдержку осуществляют при температуре 800-950 в течение (1015)2 секунд, где- диаметр проката. Недостаток прототипа состоит в том, что на поверхности катанки образуется структура,так называемого, видимого обезуглероженного слоя (феррит и/или мелкозернистый перлит), что снижает технологичность волочения катанки-проволоки. Задача дополнительного изобретения - повышение выхода годного при скоростном волочении катанки-проволоки. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в том,что в поверхностном слое катанки формируются структуры пластинчатого перлита с наличием мелких глобулей цементита, которые менее склонны к подкалу (образованию белых зон), чем обычные структуры (без наличия глобулей цементита). Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ изготовления проката,включает горячую прокатку при 900-1100 , выдержку, циклическое водяное охлаждение до температуры 800-950 , дополнительную выдержку в течение (1015)2 секунд, где- диаметр проката в см, и охлаждение на воздухе. Причем охлаждение на воздухе производят до температуры ниже температуры аустенитно-перлитного превращения 1 на 100200 со скоростью (35)/2 /, где- диаметр проката в см. Заявленное решение отличается от прототипа тем, что охлаждение на воздухе производят до температуры ниже температуры аустенитно-перлитного превращения 1 на 100200 со скоростью (35)/2 С/с, где- диаметр проката в см. В процессе ускоренного охлаждения водой поверхностные слои катанки переохлаждаются ниже точки мартенситного превращения Мн практически независимо от длительности ускоренного охлаждения. При последующем выравнивании температуры на воздухе закаленный слой быстро нагревается до температуры выше 1 на 20-150 , в результате чего структура закалки трансформируется в мелкозернистую аустенито-ферритную или аустенитную структуру, причем в аустените сохраняются некоторое время мелкие глобули цементита. В результате последующего охлаждения на воздухе со скоростью(35)/2 в поверхностом слое формируется структура, основным отличием которой от основной структуры катанки является наличие в квазиэвтектоиде мелких глобулей цементита. Такая структура поверхности является оптимальной для скоростного волочения катанки-проволоки. При наличии в поверхностных слоях катанки квазиэвтектоида в виде пластинчатого перлита и цементита глобулярной формы позволяет, с одной стороны, повысить технологическую пластичность катанки-проволоки, а с другой - обеспечить малую чувствительность поверхностного слоя катанки к образованию белых зон. Изобретение поясняется видом отшлифованной поверхности сечения катанки (рис. 1),на котором указаны белые зоны, обладающие пониженной пластичностью. Наличие белых зон под поверхностным слоем катанки при последующем волочении приводит к образованию суб- и микротрещин, развитие которых сопровождается обрывами. Охлаждение катанки на воздухе со скоростью менее 3/2 приводит к дальнейшему растворению в аустените исходных глобулей цементита (при температурах выше 1), что обусловливает превращение аустенита как по нормальному, так и анормальному механизмам, в результате чего в квазиэвтектоиде содержится как пластинчатый, так и зернистый цементит охлаждение со скоростью более 5/2 также нецелесообразно, так как получение необходимой аномальной структуры связано с повышенным расходом электроэнергии, потребляемой воздушными вентиляторами. 2 6689 1 Воздушное интенсивное охлаждение катанки до температур ниже 1 менее чем на 100 не приводит к гарантированному превращению негомогенного аустенита в квазиэвтектоид с глобулярным цементитом воздушное охлаждение до температур ниже 1 более чем на 200 С нецелесообразно, т.к. аустенит претерпевает в указанном температурном интервале практически полное превращение и дальнейшее интенсивное охлаждение воздухом приводит лишь к неоправданным эксплуатационным расходам. Таким образом, обработка проката по предлагаемому способу способствует образованию в углеродистой катанке структур с минимальным видимым обезуглероживанием,обеспечивающих высокую технологичность при скоростном волочении. При этом указанные параметры воздушного охлаждения обеспечивают образование в поверхностных слоях катанки эвтектоида с тонкими пластинами и мелкими глобулями цементита, что способствует проявлению структурной наследственности при скоростном волочении и,следовательно, исключению образования участков мартенсита - белых зон, вызывающих повышение обрывности катанки-проволоки. Пример. В потоке проволочного стана 150 Белорусского металлургического завода при скорости прокатки 80 м/с изготовляли партию катанки диаметром 5,5 мм (0,55 см) из стали 70 (0,72 С) для металлокорда. Катанку изготовляли следующим образом горячая прокатка при температуре 1000 ,выдержка в течение 0,45 с, циклическое водяное охлаждение до температуры 850 , дополнительная выдержка в течение 3,0 с (соответствует 1002) с последующим воздушным охлаждением со скоростью 8, 10, 15 и 17 С/с (соответствует 2,42/2 3,03/2 4,54/2 и 5,14/2) до температуры 620 разложенных витков на движущемся транспортере. Скорость воздушного охлаждения регулировали потребляемой мощностью и количеством работающих вентиляторов. Результаты исследования катанки, изготовленной по приведенным выше режимам,указаны в таблице. Режим 1 2 3 4 Скорость охлаждения на воздухе, С/с 8 10 15 17 Характер микроструктуры поверхностных слоев Мелкозернистый перлит, пластинчатый перлит и цементит глобулярной формы Пластинчатый перлит и цементит глобулярной формы Пластинчатый перлит и цементит глобулярной формы Пластинчатый перлит и цементит глобулярной формы Количество обрывов при волочении,обр/т 1,02,0 Нет Нет Нет учитывались обрывы только по дефекту микроструктуры. Из приведенных в таблице данных следует, что при изготовлении катанки по режиму 1 в поверхностном слое образуется структура в виде мелкозернистого (рис. 2 а, участок 1) и пластинчатого перлита (рис. 2 а, участок 2), причем распределение такой структуры по периметру катанки неравномерное. Это приводит к плохой технологичности при скоростном волочении (плохой захват смазки, обрывы, потери в производительности). При обработке проката по режимам 24 структура по всему периметру катанки (рис. 2 б, участок 2), состоит из пластинчатого перлита с мелкими глобулями цементита, волочение катанки с такой структурой проходило стабильно, без обрывов. 3 6689 1 Охлаждение со скоростью выше 15 С/с, например, 17 С/с нецелесообразно, так как структура пластинчатого перлита с мелкими глобулями цементита по периметру катанки при этом образуется, однако увеличивается расход электроэнергии на охлаждение катанки воздушными вентиляторами. Таким образом, введение в известный способ 1 операции регламентированного воздушного охлаждения позволяет повысить выход годного при скоростном волочении катанки-проволоки за счет получения равномерной структуры. Источники информации 1.828 1, 1995 (прототип). Вид распределения аномальных структур в слоях катанки(глубиной менее 2 от диаметра) МЗП - мелкозернистый перлит ПП - пластинчатый перлит Ц гл.мелкие глобули цементита Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.