Термообработка сортового металла для холодной высадки
Для изделий, изготовляемых методом холодной высадки, применяется качественная углеродистая и легированная сортовая и калиброванная сталь. Химический состав, их механические и технологические свойства регламентируются ГОСТ 10702—78. Для таких сталей характерен высокий и жесткий уровень требований:
полное отсутствие на поверхности даже мелких трещин, плен, инородных включений, загрязнений и пр.;
минимальное количество в объеме неметаллических включений и их высокая дисперсность;
однородная и мелкозернистая структура металла с баллом зерна не ниже 5.
Первые два требования обеспечиваются при выплавке и прокатке, а третье — при термообработке металла. Основные характеристики по чистоте металла закладываются в сталеплавильном производстве. Главной предпосылкой является соблюдение узких пределов содержания как основных элементов (С, Мп, Бц Б, Р), так и примесей. При производстве стали для высадки и вытяжки на многих заводах обязательной технологической операцией является внепеч- ная обработка аргоном металла в ковше. Интенсивное перемешивание расплава аргоном ведет к увеличению контакта металла со шлаком и к значительному удалению из него серы, неметаллических включений и газов (02, Н2 и 1Ч2). При этом уменьшается химическая неоднородность стали. При разливке стали вокруг струи создается защитная атмосфера из нейтральных газов, предогвращающая окисление и газонасыщение металла. Отливка слитков ведется сифонным способом.
Цель термической обработки стали для холодной высадки заключается не в повышении прочностных свойств, а в получении мелкого зерна с мелкодисперсным перлитом. Эта операция должна проводиться в технологическом потоке прокатного стана.
Термообработку стали, предназначенной для холодной высадки, осуществляют по технологии ускоренного охлаждения, подобной той, которая применяется для термообработки катанки или арматурной стали, т. е. сначала охлаждают металл с высокой скоростью, а затем с замедлением. Однако интенсивное охлаждение прекращают при более высоких температурах, чем для катанки или арматуры, чтобы обеспечить высокую пластичность при сравнительно невысоких прочностных характеристиках.
В потоке мелкосортного стана для сталей под холодную высадку очень перспективны режимы контролируемой прокатки, задача которой сводится к интенсивному измельчению зерна. Используют весь набор механизмов, способствующих решению этой задачи:
уменьшение величины зерна исходного аустенита путем снижения температуры нагрева под прокатку;
замедление процессов рекристаллизации за счет снижения температуры деформации;
выделение частиц карбонитридов ванадия и ниобия при температурах деформации; для этого низколегированные стали типа 09Г2С, 10ХСНД и др. микролегируют указанными элементами в сотых и тысячных долях процента;
снижение температуры у -» «-превращения за счет интенсивной деформации при низких температурах и легирования стали элементами, повышающими устойчивость аустенита, например марганцем;
повышение скорости охлаждения в процессе у-> а-превращения и в области межкритических температур после деформации.
Снижение температуры конца прокатки и увеличение степени деформации при пониженных температурах наряду с измельчением зерна приводят к повышению объемной доли структурно-свободного феррита. Это также способствует повышению пластических характеристик стали.
Промышленные эксперименты по контролируемой прокатке сталей для холодной высадки проводились на среднесортном стане 350 ЧерМК. Они показали, что после такой прокатки многие стали обеспечивают высокую пластичность и оптимальный предел текучести, необходимые для холодновысадочных операций. Однако широкого внедрения контролируемая прокатка не получила, так как при прокатке при низких температурах нагрузки на оборудование резко возрастают.
