RU2169198C2 - Method of thermomechanical treatment of rolled products - Google Patents
Method of thermomechanical treatment of rolled products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169198C2 RU2169198C2 RU99117116/02A RU99117116A RU2169198C2 RU 2169198 C2 RU2169198 C2 RU 2169198C2 RU 99117116/02 A RU99117116/02 A RU 99117116/02A RU 99117116 A RU99117116 A RU 99117116A RU 2169198 C2 RU2169198 C2 RU 2169198C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- cooling
- rolling
- final
- temperatures
- Prior art date
Links
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изготовлению термоупрочненной стержневой арматурной стали в крупных профилях с использованием тепла прокатного нагрева, и может быть использовано при термическом упрочнении проката в потоке среднесортных станов. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the manufacture of heat-strengthened bar reinforcing steel in large profiles using the heat of rolling heat, and can be used for thermal hardening of rolled products in a stream of medium-grade mills.
Известны способы термической обработки проката. Например, известен способ термической обработки проката с использованием тепла прокатного нагрева, включающий горячую прокатку, циклическое охлаждение поверхности с количеством циклов, равным двум, с промежуточным и окончательным отогревами поверхности до температур ниже точки Ac1 и окончательное охлаждение, при этом первый цикл переохлаждения проводят в течение времени (0,04-0,10)D с, промежуточный отогрев проводят в течение 1,0-1,8 с, а второй цикл переохлаждения проводят в режиме выравнивания в течение времени (0,015-0,05)D с, где D - диаметр раската в мм [1]. Known methods of heat treatment of hire. For example, there is a known method for heat treatment of rolled products using heat of rolling heating, including hot rolling, cyclic surface cooling with a number of cycles equal to two, with intermediate and final heating of the surface to temperatures below Ac1 and final cooling, while the first supercooling is carried out during time (0.04-0.10) D s, the intermediate heating is carried out for 1.0-1.8 s, and the second cycle of subcooling is carried out in the alignment mode for a time of (0.015-0.05) D s, where D - diameter roll mm in [1].
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому положительному результату является способ термической обработки проката с использованием тепла прокатного нагрева, включающий горячую прокатку, предварительное охлаждение раската до температур Ar3 + (20-50)oC с выдержкой (0,025-0,115)D с, циклическое охлаждение поверхности в течение времени (0,015-0,035)D с до температур Mн + (20-100)oC в каждом цикле при количестве циклов не менее двух с промежуточным и окончательным отогревами поверхности до температур Ac1 - (20-100)oC и окончательное охлаждение, где D - диаметр раската в мм [2].The closest to the claimed method in terms of technical nature and the achieved positive result is a method of heat treatment of rolled products using the heat of rolling heating, including hot rolling, pre-cooling the roll to temperatures Ar3 + (20-50) o C with exposure (0,025-0,115) D with cyclic cooling of the surface over a period of time (0.015-0.035) D s to temperatures Mn + (20-100) o C in each cycle with the number of cycles not less than two with intermediate and final heating of the surface to temperatures Ac1 - (20-100) o C and finally e cooling, where D - diameter in mm of roll [2].
Недостатком известных способов является невысокий уровень прочностных, а особенно пластических характеристик при использовании их для получения термоупрочненного проката в крупных профилях. Например, испытания арматуры крупного профиля, изготовленной по известным способам, на холодный загиб показали отрицательный результат. Кроме того, использование известных способов не позволяет получать высокие потребительские свойства арматуры в профилях диаметром более 25 мм на обычных углеродистых сталях, например ст 3пс. A disadvantage of the known methods is the low level of strength, and especially plastic characteristics when used to obtain heat-strengthened rolled products in large profiles. For example, tests of large-profile reinforcement manufactured by known methods for cold bending showed a negative result. In addition, the use of known methods does not allow to obtain high consumer properties of reinforcing bars in profiles with a diameter of more than 25 mm on ordinary carbon steels, for example, st 3ps.
Задачей заявляемого изобретения является возможность получения высоких прочностных характеристик на сталях, не содержащих дорогостоящих и дефицитных легирующих элементов, таких как Mn, Ni и др., а также возможность изготовления высокопрочной термоупрочненной арматурной стали в крупных профилях (например, N 32, N 36) на среднесортных станках. The objective of the invention is the ability to obtain high strength characteristics on steels that do not contain expensive and scarce alloying elements, such as Mn, Ni, etc., as well as the possibility of manufacturing high-strength heat-strengthened reinforcing steel in large profiles (for example, N 32, N 36) on medium grade machines.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе обработки проката с использованием тепла прокатного нагрева, включающем горячую прокатку, предварительное охлаждение раската до температур не ниже Ar3, циклическое охлаждение поверхности с количеством циклов, равным двум, с промежуточным и окончательным отогревами поверхности до температур ниже Ac1 и окончательное охлаждение, согласно изобретению предварительное охлаждение раската до температур не ниже Ar3 проводят в течение времени (0,25-0,35)D с (где D - диаметр проката в мм) до окончания процесса прокатки, затем проводят окончательную прокатку в этой области температур, а первый цикл охлаждения поверхности раската проводят до температур ниже на 50oC или равной температуре минимальной устойчивости деформированного аустенита с промежуточным отогревом поверхности до температур выше на 50-150oC температуры минимальной устойчивости деформированного аустенита, а второй цикл переохлаждения поверхности проводят до температур ниже Mн на 100-200oC.The problem is achieved in that in the known method of rolling processing using heat of rolling heat, including hot rolling, pre-cooling the roll to temperatures not lower than Ar3, cyclic surface cooling with a number of cycles equal to two, with intermediate and final heating of the surface to temperatures below Ac1 and final cooling, according to the invention, pre-cooling of the roll to temperatures not lower than Ar3 is carried out over a period of time (0.25-0.35) D s (where D is the rolled diameter in mm) to the windows anija rolling process and then final rolling is performed in this temperature region, and the first cycle of roll surface cooling is carried out to temperatures below 50 o C, or a temperature equal to the minimum resistance of the deformed austenite with intermediate heating of the surface to a temperature higher by 50-150 o C minimum temperature stability deformed austenite, and the second cycle of surface supercooling is carried out to temperatures below Mn by 100-200 o C.
Экспериментально установлено, что для получения мелкозернистой равномерной структуры по сечению раската в готовом профиле необходимо в процессе горячей прокатки, а именно перед чистовой прокаткой, провести предварительное охлаждение раската в течение времени не менее 0,25D с с температуры прокатного нагрева (1050 ± 20oC) до температур нижней границы аустенитной области, но не ниже Ar3 для обеспечения деформационного наклепа аустенита и задержки рекристаллизационных процессов. При предварительном охлаждении в течение времени более чем 0,35D c протекают рекристаллизационные процессы и уменьшается эффект деформационного наклепа аустенита. При охлаждении в первом цикле до температур выше температуры минимальной устойчивости деформированного аустенита с последующим отогревом поверхности до температур выше минимальной устойчивости более чем на 150oC у готового проката не обеспечивается требуемый уровень прочностных характеристик. Для получения высоких прочностных характеристик в сочетании с высокой пластичностью охлаждение в первом цикле необходимо проводить до температур не ниже чем на 50oC минимальной устойчивости деформированного аустенита для обеспечения отогрева поверхности раската за счет внутреннего тепла до температур не менее чем на 50oC выше минимальной устойчивости. Это позволит получить мелкодисперсную бейнитную структуру на большую глубину по сечению раската, обеспечивающую высокие пластические характеристики металла. Второй цикл переохлаждения поверхности до температур ниже точки Mн на 100-200oC обеспечит отъем тепла от центральных слоев раската, что не даст пройти высокому отпуску металла при выравнивании температуры между центром и поверхностью в период окончательного отогрева поверхности и соответственно позволит при сохранении высокой пластичности готового проката достигнуть высокой прочности.It was experimentally established that in order to obtain a fine-grained uniform structure over the section of the roll in the finished profile, it is necessary in the process of hot rolling, namely, before finishing rolling, to pre-cool the roll for at least 0.25 D s from the rolling heating temperature (1050 ± 20 o C ) to temperatures of the lower boundary of the austenitic region, but not lower than Ar3, to ensure deformation hardening of austenite and delay of recrystallization processes. Upon preliminary cooling over a time of more than 0.35D c, recrystallization processes occur and the effect of deformation hardening of austenite decreases. When cooled in the first cycle to temperatures above the temperature of the minimum stability of deformed austenite with subsequent heating of the surface to temperatures above the minimum stability of more than 150 o C, the finished product does not provide the required level of strength characteristics. To obtain high strength characteristics in combination with high ductility, cooling in the first cycle must be carried out to temperatures not lower than 50 o C of minimum stability of deformed austenite to ensure heating of the roll surface due to internal heat to temperatures not less than 50 o C higher than minimum stability . This will make it possible to obtain a finely dispersed bainitic structure to a great depth along the section of the roll, providing high plastic characteristics of the metal. The second cycle of supercooling the surface to temperatures below the Mn point by 100-200 o C will provide heat removal from the central layers of the roll, which will not allow a high tempering of the metal to pass when the temperature is even between the center and the surface during the final heating of the surface and, accordingly, while maintaining high ductility of the finished rolled to achieve high strength.
Предлагаемый способ термомеханической обработки арматурной стали с указанной совокупностью, последовательностью выполнения операций и выбором интервалов значений признаков в указанном диапазоне их изменений обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в обеспечении прочностных и пластических характеристик готового проката из обычных углеродистых сталей в крупном сечении за счет создания технологии изготовления и термомеханической обработки арматурной стали крупных профилей. The proposed method for thermomechanical processing of reinforcing steel with the specified combination, the sequence of operations and the choice of intervals of the values of the attributes in the specified range of their changes ensures the achievement of the technical result, which consists in ensuring the strength and plastic characteristics of finished steel from ordinary carbon steels in large section due to the creation of manufacturing technology and thermomechanical processing of reinforcing steel of large profiles.
Получение данного технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, например, выбор условий горячей прокатки с предварительным охлаждением, а также температурных пределов циклов охлаждения и промежуточного отогрева поверхности раската, что не следует из известного уровня техники. The receipt of this technical result was achieved by solving the problem at the inventive step, for example, the choice of hot rolling conditions with preliminary cooling, as well as the temperature limits of the cooling cycles and intermediate heating of the roll surface, which does not follow from the prior art.
Реализация способа термомеханической обработки арматурной стали в крупных профилях осуществлялась следующим образом. The implementation of the method of thermomechanical processing of reinforcing steel in large profiles was carried out as follows.
Пример. В среднесортном цехе ОАО "ЗСМК" на стане 450 проводили опытно-промышленные испытания предложенного способа термомеханической обработки стержневой арматуры на стали 3пс N 32 промышленной плавки. Example. In the medium-grade workshop of ZSMK OJSC at
Для этого заготовки сечением 100 x 100 нагревали до температуры 1050 ± 20oC, прокатывали на непрерывном среднесортном стане 450, перед двумя последними клетями (чистовая группа) проводили предварительное охлаждение раската до температуры 940 ± 20oC в течение времени 0,3D (9,6 с). Затем проводили окончательную прокатку при этой температуре с последующим циклическим охлаждением двумя циклами. Первый цикл переохлаждения проводили до температуры 530oC с последующим промежуточным отогревом поверхности до температуры 650oC, второй цикл переохлаждения поверхности раската проводили до температуры 300 ± 30oC, окончательным отогревом поверхности до температуры 530 ± 30oC. Окончательное охлаждение проводили на воздухе.For this purpose, blanks with a cross section of 100 x 100 were heated to a temperature of 1050 ± 20 o C, rolled on a continuous medium-
По предлагаемому способу было испытано несколько режимов, предусматривающих снижение температуры раската перед чистовой прокаткой до 940 ± 20oC, переохлаждение поверхности раската во втором цикле до температуры 300 ± 30oC, окончательный отогрев поверхности до температуры 530 ± 30oC и изменение времени предварительного охлаждения, температуры первого цикла переохлаждения и промежуточного отогрева поверхности раската в заявляемом диапазоне их изменений с выходом за граничные значения. После осуществления указанных режимов определяли предел прочности, предел текучести, пятикратное удлинение. Кроме того, проводили испытания на холодный загиб на 90o.According to the proposed method, several modes were tested, including reducing the temperature of the roll before finishing rolling to 940 ± 20 o C, supercooling the surface of the roll in the second cycle to a temperature of 300 ± 30 o C, final heating the surface to a temperature of 530 ± 30 o C and changing the time of preliminary cooling, the temperature of the first cycle of subcooling and intermediate heating of the surface of the roll in the claimed range of their changes with going beyond the boundary values. After the implementation of these modes, the tensile strength, yield strength, five-fold elongation were determined. In addition, tests were carried out for a cold bend of 90 o .
Полученные результаты промышленных испытаний приведены в таблице. Из таблицы видно, что оптимальными режимами способа термомеханической обработки проката являются режимы по примерам 1-3. The results of industrial tests are shown in the table. The table shows that the optimal modes of the thermomechanical processing of rolled products are the modes of examples 1-3.
Предлагаемый способ термомеханической обработки проката обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в обеспечении прочностных и пластических характеристик у арматурного проката крупного профиля из низкоуглеродистых сталей не за счет легирующих элементов, а за счет создания технологии термомеханической обработки стали. Например, из данных таблицы видно, что при изготовлении термоупрочненной арматурной стали крупных профилей по предлагаемому способу получены высокие прочностные характеристики металла (предел прочности 71,5-76,0 кгс/мм2, предел текучести 55,5-58,0 кгс/мм2 при сохранении высокой пластичности на уровне 19%). Металл, упрочненный по режимам с отклонением от предлагаемых пределов значений параметров, с одной стороны, имея достаточно высокий предел прочности, обладает высокой хрупкостью, с другой стороны, имея нормальную пластичность, не достигает требуемого класса прочности. Данные подтверждены актом промышленных испытаний.The proposed method of thermomechanical processing of rolled metal ensures the achievement of a technical result, which consists in providing strength and plastic characteristics for reinforcing bars of a large profile of low carbon steels, not due to alloying elements, but due to the creation of technology for thermomechanical processing of steel. For example, the data in the table show that in the manufacture of heat-strengthened reinforcing steel of large profiles according to the proposed method, high strength characteristics of the metal were obtained (tensile strength 71.5-76.0 kgf / mm 2 , yield strength 55.5-58.0 kgf / mm 2 while maintaining high ductility at the level of 19%). The metal, hardened in regimes with a deviation from the proposed limits of the parameter values, on the one hand, having a sufficiently high tensile strength, has high brittleness, on the other hand, having normal ductility, does not reach the required strength class. Data confirmed by the act of industrial testing.
Предложенный способ промышленно применим на металлургических предприятиях, имеющих непрерывные среднесортные станы и выпускающих прокат крупных профилей различного назначения. Например, применение указанного способа при изготовлении термоупрочненной стержневой арматуры на среднесортном стане 450 ОАО "ЗСМК" показало высокую эффективность технологии. The proposed method is industrially applicable at metallurgical enterprises having continuous medium-grade mills and producing rolled large sections for various purposes. For example, the use of this method in the manufacture of heat-strengthened bar reinforcement in a medium-
Источники информации
1. Патент РФ N 2081189, МКИ C 21 D 1/02, 1997.Sources of information
1. RF patent N 2081189, MKI C 21 D 1/02, 1997.
2. Патент РФ N 2081182, МКИ С 21 D 1/02, 1997. 2. RF patent N 2081182, MKI C 21 D 1/02, 1997.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117116/02A RU2169198C2 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Method of thermomechanical treatment of rolled products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117116/02A RU2169198C2 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Method of thermomechanical treatment of rolled products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2169198C2 true RU2169198C2 (en) | 2001-06-20 |
| RU99117116A RU99117116A (en) | 2001-08-20 |
Family
ID=20223547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99117116/02A RU2169198C2 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Method of thermomechanical treatment of rolled products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2169198C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448167C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЗСМК") | Thermomechanical treatment method for rolled metal |
-
1999
- 1999-08-04 RU RU99117116/02A patent/RU2169198C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448167C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЗСМК") | Thermomechanical treatment method for rolled metal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8071018B2 (en) | High carbon hot-rolled steel sheet | |
| EP0924312B1 (en) | Method for manufacturing super fine granular steel pipe | |
| CN110100030A (en) | The ultrahigh strength hot-rolled steel plate and its manufacturing method of excellent in bending workability | |
| US20220145414A1 (en) | Method for Producing Conventionally Hot-Rolled Profiled Strip Products | |
| JP5492393B2 (en) | Hot rolled steel bar wire and its manufacturing method | |
| US8052812B2 (en) | Method of manufacturing high carbon cold-rolled steel sheet | |
| JP4983082B2 (en) | High-strength steel and manufacturing method thereof | |
| US20220018008A1 (en) | Method for Producing Thermo-Mechanically Produced Hot-Rolled Strip Products | |
| EP0322463B1 (en) | Heat treatment hardenable hot rolled steel sheet having excellent cold workability and process for its production | |
| JP4102284B2 (en) | {100} <011> Cold rolled steel sheet manufacturing method with excellent shape freezing property with developed orientation | |
| US20230357877A1 (en) | Method for Producing Conventionally Hot-Rolled Strip Products | |
| CN106414787B (en) | High strength iron-based alloy, method of making same, and articles therefrom | |
| KR102209555B1 (en) | Hot rolled and annealed steel sheet having low strength-deviation, formed member, and manufacturing method of therefor | |
| RU2169198C2 (en) | Method of thermomechanical treatment of rolled products | |
| JP2003105441A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING SEAMLESS TUBE OF 13 Cr MARTENSITIC STAINLESS STEEL HAVING HIGH STRENGTH AND HIGH TOUGHNESS | |
| CN109689238B (en) | On-line manufacturing method of steel pipe | |
| US12258648B2 (en) | Method for producing thermo-mechanically produced profiled hot-rolled strip products | |
| JP4500246B2 (en) | Steel pipe for machine structural member and manufacturing method thereof | |
| JP7368692B2 (en) | Manufacturing method of medium carbon steel plate | |
| JPH06228634A (en) | Production of low carbon equivalent rolled shape steel by controlled rolling | |
| JP2588648B2 (en) | Manufacturing method of ultra-high tensile ERW steel pipe | |
| JPH1025521A (en) | Annealing method for spheroidizing wire | |
| JP7323094B1 (en) | High-strength steel plate and its manufacturing method | |
| RU2081182C1 (en) | Method of heat treatment of rolled products | |
| RU2149193C1 (en) | Method of producing heat-hardenable reinforcing rod steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060805 |