Сортовой прокат

Сортовой прокат изготовляют из различных сталей — углеродистых и легированных (конструкционных, инструментальных и специального назначения). Для получения необходимой твердости и структуры, улучшения обрабатываемости резанием и давлением, подготовки структуры для последующей термической обработки сортовой прокат подвергают отжигу или высокому отпуску. Для получения определенных механических свойств, предусмотренных ГОСТом, проводят нормализацию или нормализацию с высоким отпуском, чтобы устранить неоднородность микроструктуры путем фазовой перекристаллизации.

Прокат из инструментальных сталей подвергают отжигу на зернистый перлит. Прокат из высоколегированных конструкционных сталей мартенситного класса, подкаливающихся при охлаждении на воздухе и получающих в связи с этим повышенную твердость (до НВ 500), подвергают высокому отпуску. Прокат конструкционных углеродистых сталей подвергают оркигу или высокому отпуску. Для более эффективного использования оборудования сортовой прокат в зависимости от назначения и марки стали разбивают на группы, близкие по режиму термической обработки; например, садки формируют из сталей 30 45 и 50; У7А, У8А, У9А; 4ХВ2С, 5ХВ2С, 6ХВ2С; X, 9Х, 9ХС, ХГ, ХВГ и др. Кроме этого, необходимо учитывать склонность сталей к окислению и обезуглероживанию и тип печей, в которых производят термическую обработку.

Для лучшего и более равномерного нагрева сортовой прокат следует укладывать на под печи в специальных скобах (бугелях) с применением специальных прокладок (рис. 141). Масса пакетов достигает 30—40 т и более. Даже при такой массе пакета обеспечивается быстрый и равномерный нагрев садки благодаря тому, что пакет состоит из отдельных ячеек, так как прокладки изготовляют из прутков квадратного или круглого сечения не менее 40—45 мм. При составлении садки следует учитывать массу пакета и условия нагрева в зависимости от типа печи. Например, в печах с выдвижным подом при одностороннем нагреве разница температур по высоте печи (садки) достигает 40—60° С, и поэтому максимальная высота садки не должна превышать 0,6—0,8 м. В печах с двусторонним нагревом разность температур не превышает 20° С и высота садки может быть увеличена. В центр садки следует помещать прокат мелкого профиля из сталей с более широким интервалом температур отжига.

Момент окончания нагрева определяют по показаниям термопар, установленных в своде и боковых стенках печи. Время выдержки для выравнивания температуры по всему сечению садки определяется массой садки, химическим составом нагреваемых сталей, типом печи; например, при отжиге шарикоподшипниковых сталей в механизированных камерных печах приняты следующие нормы выдержки:

(чтобы в структуре не образовался пластинчатый перлит); поэтому температура отжига составляет 745° С. Для сортового проката крупного профиля (более 40—60 мм) в первые 2 ч выдержки повышают температуру до 760° С. При скорости нагрева 100° С/ч время нагрева составляет 3—5 ч, а время выдержки (отрезок А на рис. 142) определяют из расчета 0,55—0,75 ч/т (чем больше

).

Используя нагрев при прокатке, можно значительно повысить механические свойства сортового проката из низкоуглеродистых и низколегированных сталей применением высокотемпературной термомеханической обработки (В. Т. М. О.). Для этого горячее деформирование заканчивают при температурах, близких к критической точке, далее проводят закалку на мартенсит (в низкоуглеродистых сталях образуются структуры феррито-цементитного типа). При В. Т. М. О. могут быть получены высокие механические свойства. Так, пруток диаметром 19 мм из стали 45 после охлаждения с температуры 900° С (температура выхода из последней клети прокатного стана) водой и отпуска при 300° С имеет предел прочности при растяжении 140—200 кгс/мм2 (1400— 2000 МН/м2). После термической обработки сортового проката контролируют твердость на прессе Бринелля, качество излома, макро- и микроструктуру, глубину обезуглероженного слоя, механические свойства (испытание на растяжение и удар) и прокаливаемость.