ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Скорость нагрева и выдержка при температуре отжига из "Полосовая сталь для глубокой вытяжки " Чтобы при конечном отжиге полосы не происходило нежелательного измельчения микроструктуры и чтобы избежать чрезмерного увеличения времени отжига, необходимо знать оптимальную скорость нагрева, которая позволяет получить зерна необходимой величины и хорошие вытяжные свойства материала. Измельчение структуры из-за высокой скорости нагрева может происходить лишь при отжиге рулонов в небольших печах. И, наоборот, очень малая скорость нагрева допустима при отжиге рулонов в больших колпаковых печах (прежде всего многостопных), когда общий вес садки достигает несколько десятков тонн. [c.100] Из вышесказанного следует, что для отжига холоднокатаных полос, прокатанных со степенью обжатия 50— 70%, предпочтительнее меньшая скорость нагрева с тем, чтобы рекристаллизованное зерно было максимальных размеров. Скорость нагрева при отжиге нужно регулировать таким образом, чтобы в любом месте печи температура не превышала температуру точки Ас . [c.100] Большая скорость нагрева прн отжиге не вредна до некоторой степени для холоднокатаных полос с суммарной степенью обжатия 25—75%, когда за счет измельчения структуры предупреждается нежелательное чрезмерное увеличение зерен. Так же и в том случае, когда к конечным пластическим свойствам стали для глубокой вытяжки не предъявляются очень высокие требования, отлчиг полос можно проводить с большой скоростью. [c.100] Влияние скорости нагрева на величину рекристаллизованных зерен проявляется в основном в области температур рекристаллизации (600—720°С) и никогда в области температур отпуска [10, 18, 74]. После обычных (выше 50%) суммарных степеней обжатия при холодной прокатке полосы ни различная скорость нагрева, ни время выдержки в области температур отпуска не оказывают заметного влияния на конечную величину рекристаллизованных зерен [10, 74]. Поэтому исходя из конечной величины рекристаллизованного после отжнга зерна скорость нагрева приблизительно до 550 °С может быть любая в области температур 550—720°С скорость нагрева не должна быть больше 180—250 град/ч [10, 18, 74]. [c.100] На рис. 26 приведен тепловой режим при отжиге рулонов сталей для глубокой вытяжки в одностопной колпаковой печи при общем весе садки 45 т. Время нагрева в данном случае достигает 22 ч, при этом выдержка при температуре отжига 690 °С составляет 2 ч. [c.102] Ускоряют нагрев при длительном отжиге за счет установки радиационных труб между отдельными рулонами стопы, применения принудительной циркуляции печной атмосферы, а также прямого газового нагрева внутреннего колпака и т. п. Скорость нагрева намного увеличивается при отжиге распушенных рулонов. [c.102] Так как большая скорость нагрева полосы до температуры отжига (прежде всего в области температур отпуска) мало влияет на величину рекристаллизованных зерен, то можно при медленном нагреве достигнуть меньшей твердости и некоторого улучшения вытяжных свойств отожженной стали. Это связано с тем, что при медленном нагреве или выдержке в области температур отпуска освобождается большее число заблокированных деформацией дислокаций, благодаря чему снижаются напряжения в рекристаллизованных зернах [72]. И, наоборот, при быстром нагреве холоднокатаных со степенью обжатия 60—70% полос, когда полигонизация зерен ограничена одновременно протекающей рекристаллизацией, в рекристаллизованной стали возникают большие напряжения [72]. При малой скорости нагрева отожженная сталь имеет меньшую твердость по сравнению с быстро нагретым металлом, выдержанным затем в течение длительного времени при температуре отжига [18]. [c.102] Рассмотренный способ двухфазного отжига с выдержкой в области температур отпуска непригоден к сталям для глубокой вытяжки, которые содержат большее количество примесей и имеют неблагоприятную структуру после горячей прокатки. В этом случае можно заметно улучшить вытяжные свойства металла другим способом, например увеличением суммарной степени обжатия при холодной прокатке [10, 74]. На рис. 28 показано, как изменяется твердость отожженного материала с изменением скорости нагрева при различных температурах отжига и времени выдержки металла при температуре отжига. Из рис. 28 следует, что для достижения минимальной твердости отожженной стали скорость нагрева должна быть тем меньше, чем короче время выдержки при температуре отжига. При более быстром нагреве для сниже-. [c.103] Полосу при температуре отжига выдерживают с целью сведения к необходимому минимуму различия в температурах и, тем самым, в механических свойствах по всему объему отжигаемой садки, а иногда и с целью улучшения конечных пластических свойств стали. С увеличением времени выдержки несколько возрастает величина рекристаллизованных зерен, но зато улучшается протекание сфероидизации и коагуляции цементита, снижается поверхностное натяжение по границам ферритных зерен и всего рекристаллизованного материала. Первичная рекристаллизация деформированного материала наступает уже при нагреве садки до температуры отжига. Поэтому для получения удовлетворительной микроструктуры и механических свойств материала в обычных марках стали для глубокой вытяжки вполне достаточна кратковременная выдержка при температурах отжига 670—720 °С [73]. [c.105] Во время нагрева и выдержки при температуре отжига наступает первичная рекристаллизация, образуются зерна феррита необходимой величины и формы, цементит сфероидизируется и принимает благоприятную глобулярную форму, причем это происходит тем быстрее, чем чище по химическому составу сталь и чем больше была суммарная степень обжатия при холодной прокатке [10, 73]. Лишь для кипящих сталей, которые из-за сегрегации некоторых элементов, в основном углерода, имеют по сечению полосы неравномерную структуру, иногда с целью более равномерного распределения углерода в структуре или, например, с целью частичного устранения строчечной структуры рекомендуется при приведенных температурах большая по времени выдержка (например, 10 ч) [73]. [c.105] Более длительная выдержка применяется также при отжиге нестареющих сталей, после которого в них образуются стабильные нитриды в таком количестве, что сталь теряет свою склонность к старению после холодной деформации. [c.105] Время выдержки обычно отсчитывают с момента, когда садка в определенном месте достигает верхнего предела температуры отжига или в самом холодном месте садка достигает максимальной температуры (около 650 °С) [33]. Время выдержки увеличивают с ростом веса отжигаемой садки. Поэтому при отжиге в многостопных колпаковых печах, в которых садка занимает большой объем и отжиг ре производится при низких температурах, время выдержки будет всегда больше, чем при отжиге в одностопных печах. [c.106] Медленный нагрев и большое время выдержки при отжиге полос для глубокой вытяжки удлиняют по сравнению с обычными марками малоуглеродистых сталей общее время отжига и снижают производительность отжигательных печей. Часовая производительность при отжиге рулонов из стали для глубокой вытяжки в одностопных печах достигает 1,5—2 г, а в многостопных —около 1 т [18, 20, 73]. Разумеется, более высокая производительность будет при отл иге распушенных рулонов [13, 18, 70]. [c.106] В сталях для глубокой вытяжки, раскисленных алюминием, очень важно, чтобы при рекристаллизационном отжиге образовались вытянутые сплющенные ферритные зерна, длина и ширина которых были бы больше толщины (см. рис. 1,6) [78]. Эти зерна, расположенные в сечении, параллельном поверхности листа, показаны на рис. 30 [11]. Сплющивание зерен (отношение их длины к толщине) должны )быть максимальным, конечно, при оптимальной величине зерен (балл 5—7). Измеряют сплющивание зерен на шлифе, параллельном поверхности листа. [c.107] Как уже говорилось выше, на сплющивание зерен влияют условия горячей прокатки, степень обжатия при холодной прокатке, скорость нагрева и температура рекристаллизационного отжига, а также химический состав стали [11]. [c.107] Преимущество конечной структуры со сплющенными зернами феррита состоит в том, что она соединяет достоинства крупнозернистых и мелкозернистых сталей для глубокой вытяжки, а это благоприятно сказывается на пластических свойствах и поверхности штамповок [И]. Кроме того, при глубокой вытяжке листов с такой структурой значительно меньше, утоняются стенки штамповок, в меньшей мере образуются трещины в критическом сечении, и материал имеет более высокие вытяжные свойства [18]. [c.109] Если же нитриды алюминия выпадают во время горячей прокатки полосы или при ее охлаждении, то при рекристаллизационном отжиге в стали образуются равноосные зерна феррита. В этом случае при той же степени обжатия при голодной прокатке зерна после рекристаллизационного отжига будут меньше, чем в сталях для глубокой вытяжки других марок, так как выпавшие нитриды алюминия илн включения АЬОз в стали служат активными зародышами [79]. Из данных, приведенных ниже, видно различие в конечных механических свойствах стали, раскисленной алюминием и имеющей структуру равноосных и сплющенных ферритных зерен. [c.109] И по сравнению с другими марками нестареющих сталей, например по сравнению со сталями, успокоенными ванадием [81. Из приведенного выше следует, что при отжиге следует стремиться к максимальному сплющиванию ферритных зерен. [c.111] Как видно из рис. 31 и табл. 17, наибольшее влияние на сплющивание зерен феррита оказывает суммарная степень обжатия при холодной прокатке. С увеличением степени обжатия при холодной прокатке постепенно растет вытянутость рекристаллизованных зерен. Однако после отжнга вытянутость зерен всегда будет меньше, чем она была после холодной прокатки (табл. 17). Максимальная вытянутость рекристаллизованных зерен при их достаточно большой величине достигается после холодной прокатки со степенью обжатия 55—60% после больших степеней деформации рекристаллизованные зерна будут очень мелкими, а их вытянутость еще больше увеличится [82]. [c.111] Образованию хорошо вытянутых зерен рекристаллизованного феррита способствуют медленный нагрев металла до температуры отжига и выдержка при нагреве в области температур отпуска, вследствие чего перед рекристаллизацией выделяется в большом количестве нитрид алюминия. Кроме того, нитриды алюминия препятствуют росту равноосных ферритных зерен при рекристаллизации [76, 82]. Возникновению вытянутых зерен способствует и увеличенное содержание элементов, снижающих поверхностное натяжение на границах зерен феррита. [c.111] Вернуться к основной статье