SU761577A1 - Способ изготовления проволоки из низкоуглеродистой стали 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к сталепроволочному производству, в частности к термической обработке катанки.

Известны различные способы обработки катанки, содержащей различное количество углерода, направленные на уменьшение количества вторичной окалины и формирование структуры, обеспечивающей технологичность при холодном волочении проволоки.

По известному способу катанку непосредственно на выходе из последней клети прокатного стана охлаждают водой со скоростью не менее 1000 град/сек до температуры 500—650°С. Такая обработка приводит к образованию в поверхностных слоях катанки мартенситной структуры, которая затем подвергается отпуску за счет тепла сердцевины [1].

В центральной зоне (сердцевине) катанки структура формируется путем распада переохлажденного аустенита по диффузионному механизму. Наличие на поверхности катанки слоя, претерпевшего закалку и отпуск, снижает технологические свойства катанки.

Реализация способа в промышленности

хотя и привела к повышению общего запаса пластичности канатной катанки, но послужила причиной введения ограничений

2

по глубине закаленного и отпущенного слоя. Согласно ТУ-14-2-161-74 его глубина не должна превышать 0,4 мм на сторону.

Устранение неравномерности структуры

5 достигается подстуживанием раската до 800—950° С с последующей деформацией на 10—15% по отношению к подстуженному сечению [2]. Недостатки этого способа состоят в следующем:

0 подстуживание раската приводит к затруднению последующей пластической деформации и требует увеличения мощности прокатного оборудования, т. е. способ нельзя осуществить на действующих ныне

5 станах;

подстуживание раската влечет за собой снижение скорости прокатки, что противоречит тенденции развития проволочных станов;

О подстуживание раската увеличивает износ калибров, следовательно, возрастает парк сменных клетей, а к материалу валков предъявляются новые требования по износостойкости.

5 Претендуя на охват всего диапазона содержаний углерода в катанке из углеродистых сталей описанные способы не учитывают особенности устойчивости аустенита и его распада в зависимости от содерЭ жания углерода в стали. ,

761577

3

Из приведенных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, по которому прокат или катанку из низкоуглеродистой стали, выходящие из чистовой клети стана горячей прокатки, подвергают резкой закалке в воде — I ступень охлаждения — для получения поверхностной зоны глубиной 0,2 мм из тонкого мартенсита.

Поверхностный слой сразу не подвергают отпуску путем выравнивания температуры по мере пропускания проката через стадию охлаждения в неподвижном воздухе. Охлаждение может протекать так, что внутри мартенситной зоны образуется кольцо бейнита. Затем катанку подвергают дополнительному охлаждению в воде — II ступень охлаждения — в результате чего образуется дополнительная бейнитная зона, внутри которой имеется ферритобейнитная область, содержащая тонкий феррит и перлит-троостит-бейнитную структуру.

После охлаждения катанка подвергается удалению окалины и холодному волочению с обжатием 20—40%, а затем профилированию {3].

Применение двухстадийного охлаждения на низкоуглеродистых сталях приводит к формированию по сечению катанки различных структур, следовательно, неравнопрочному сечению катанки. Различная прочность поверхностных и центральных слоев служит причиной ухудшения деформируемости катанки при волочении, а более прочный поверхностный слой охрупчивает арматурную проволоку при холодном профилировании.

Целью изобретения является получение однородных свойств по сечению катанки и уменьшение охрупчивающего влияния профилирования.

Поставленная цель достигается тем, что катанку подвергают прерывистому двухстадийному охлаждению со скоростью, больше критической, причем первую стадию производят до температуры поверхности катанки 800—900°С, а вторую стадию начинают по истечении 0,02—0,05 сек.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что катанку из никоуглеродистой стали после горячей прокатки подвергают двухстадийному охлаждению, причем первую стадию ведут до температуры поверхности катанки 800—900°С, а вторую начинают по истечении 0,02—0,05 сек и ведут до температуры 500—650°С, производят удаление окалины, холодное волочение и профилирование.

Охлаждение поверхности до 800—900°С необходимо для снижения устойчивости аустенита. Снижение устойчивости аустенита обеспечит даже при охлаждении со скоростями выше критических протекание в подструженном слое превращение по диффузиоцрому механизму. Кроме того,

4

снижение температуры поверхности катанки до 800—900°С уменьшить тепловой напор, и тем самым — скорость охлаждения.

Совместное влияние снижения устойчивости аустенита и скорости охлаждения (при сопоставимых временах устойчивости аустенита в малоуглеродистых сталях и времени охлаждения до Мн) приведет к формированию на поверхности немартенситных структур.

Охлаждение Поверхности катанки на I стадии ниже 800 'С недопустимо,так как может привести к протеканию в подстужениом слое превращения, а выше 900°С — не обеспечит требуемого снижения устойчивости аустенита.

Проведение второй ступени охлаждения через 0,02—0,05 сек необходимо для сохранения градиента температур по сечению катанки и благодаря этому — реализации эффекта различной устойчивости аустенита.

Уменьшение паузы до начала второй стадии охлаждения менее 0,02 сек не дает требуемого эффекта, так как при скорости прокатки 35—40 м/сек расстояние между охлаждающими устройствами первой и второй стадии составит 0,03—0,04 м. Столь незначительный разрыв между стадиями охлаждения, учитывая вынос воды катанкой из охлаждающих устройств, равносилен одной стадии охлаждения.

Увеличение паузы свыше 0,05 сек приведет к выравниванию температуры по сечению, а следовательно, к одинаковой устойчивости аустенита в поверхностных и центральных слоях катанки, что приведет при дальнейшем охлаждении к образованию на поверхности катанки мартенситных структур.

Предлагаемый способ опробован на заводе «Запорожсталь» и Орловском сталепрокатном заводе.

Примеры осуществления данного способа.

1. Сталь, содержащую до 0,14% С, прокатывали на горячо, ускоренно охлаждали, причем первую стадию охлаждения осуществляли до 800°С, а вторую — до 550°С по истечении 0,03 сек после первой стадии. После охлаждения производили удаление окалины, холодное волочение и профилирование.

После такой обработки катанка обладала следующими свойствами: σ_Β = 55— 59 кг/мм², δ =17—23%, ψ=70—75%, а разность в твердости по сечению вместо 70 единиц по известному способу составляла 15—20 единиц.

Арматурная профилированная проволока, изготовленная из такой катанки, имела σ_Β = 70—75 кг/мм², 6 = 5,6—6,2%, ф=63— 35% (на диаметре 5,0 мм) и σ_Β = 82— 87 кг/мм², 6 = 4,2—4,7%, ф=50—56% (на диаметре 4,0 мм);

761577

5

2. Сталь, содержащую 0,3% С, прокатывали на горячо, ускоренно охлаждали до температуры поверхности катанки 850°С, а по истечении 0,05 сек все изделие охлаждали до 600°С.

После удаления окалины производили холодное волочение и профилирование.

В результате такой обработки катанка обладала следующими механическими свойствами: σ_Β = 67—77 кг/мм², 6=16— 22%, ф = 67—74%, а разность в твердости не превышала 15 единиц в результате идентичности структур по сечению. Арматурная профилированная проволока, изготовленная из такой катанки, обладала следующими свойствами: σ_Β = 86—93 кг/мм², 6 = 4,0— 6,0%, ф = 53—62% (на диаметре 5,0 мм) и о а=96·—105 кг/мм², 6 = 3—5%, ф = 44—54% (на диаметре 4,0 мм).

Таким образом, применение предлагаемого способа позволит получить равнопрочное сечение катанки и уменьшить охрупчивающее влияние профилирования.

Волочение катанки с равнопрочным сечением уменьшает обрывность на 25—35%, что, в свою очередь, увеличивает производительность одного волочильного стана на 7—10%. Увеличение пластичности арматурной проволоки за счет уменьшения охрупчипющего влияния профилирования позволяет использовать ее в качестве напрягаемой, что обеспечивает экономию металла 5-7%.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления проволоки из низкоуглеродистой стали, преимущественно арматурной, включающий горячую прокатку, двухстадийное охлаждение со скоростью выше критической до 500—650°С с последующим охлаждением на воздухе, удаление окалины, волочение и профилирование, отличающийся тем, что, с целью получения однородных свойств по сечению и уменьшения охрупчивающего влияния профилирования двухстадийное охлаждение производят прерывисто, причем первую стадию производят до достижения поверхностью катанки температуры 800—900°С, а вторую стадию проводят по истечении 0,02—0,05 сек.