/ 71 2 (75), 2014 УДК 621 .771 .23:621 .785:669 .15 Поступила 15.04.2014 в. А. луцеНКо, Т. Н. голуБеНКо, институт черной металлургии им. З. и. Некрасова НАН украины, П. А. БоБКов, л. А. ДРоБышевсКий, оАо «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК», о. в. луцеНКо, А. с. КоЗАчеК, институт черной металлургии им. З. и. Некрасова НАН украины соверШенствование реЖима термиЧеской оБраБотки сортового легированного Проката на стане 850 оао «Бмз – уПравляЮЩая комПания холдинга «Бмк» На основании построенной карты распределения значений твердости от температурно-временных параметров термической обработки хромомолибденовой стали выявлено, что требуемые значения твердости достигаются при 680–650 °с уже в течение 4 ч. Показано, что снижение твердости происходит благодаря большому количеству карби- дов, изменивших свою морфологию. On the basis of the drawn card of the hardness values distribution according to the temperature and time parameters of heat treatment of chrome-molybdenic steel it is revealed that required values of hardness are reached at 680–650 °C within 4 hours. It is shown that decrease of hardness occurs due to large quantity of carbides which have changed their morphology. Основной задачей металлургического произ- водства в настоящее время является создание та- ких технологических процессов, которые обеспе- чивают снижение потребления энергоресурсов и вы- сокое качество изготавливаемой металлопродук- ции . Легированный прокат должен обладать одно- родной структурой и низкими значениями твердо- сти, что улучшает обрабатываемость резанием . Обрабатываемость существенно влияет на техно- логичность процесса и расход режущего инстру- мента . Для обеспечения низких значений твердо- сти легированного проката проводится предвари- тельная смягчающая термическая обработка с на- гревом до подкритических температур 680–700 °С с длительной изотермической выдержкой . На ста- не 850 ОАО «БМЗ – управляющая компания хол- динга «БМК» (ОАО «БМЗ–УКХ «БМК») режим термической обработки для проката диаметром 80–150 мм, в частности из хромомолибденовой ста- ли, склонной к флокенообразованию, достаточно энергоемок, и его длительность составляет 33,5 ч . Поэтому сокращение продолжительности опера- ции отжига в технологическом цикле производ- ства сортового проката является актуальным . На основании ранее полученных результатов исследований [1, 2] влияния температурно-времен- ных параметров обработки на свойства хромо- молибденовой стали построена прогнозная карта поверхностей распределения значений твердости (рис . 1) . По приведенной карте поверхностей отклика можно прогнозировать параметры режимов, необ- ходимых для получения заданных свойств (твер- дости) . Установлено, что на снижение значений твердости повышение длительности изотермиче- ской выдержки оказывает меньшее влияние, чем температура нагрева . Необходимую твердость для хромомолибденовой стали, сниженную на 20–25% по сравнению с исходным состоянием, можно га- Рис . 1 . Карта поверхности отклика зависимости твердости хромомолибденовой стали от температуры и времени вы- держки при отжиге 72 / 2 (75), 2014 рантированно обеспечить при нагреве до 680– 650 °С и выдержке в течение 4 ч . Дальнейшее по- вышение выдержки не приводит к существенному снижению твердости . Проведение термической обработки хромомо- либденовой стали по режиму с охлаждением после горячей прокатки со скоростью около 0,6–0,8 °С/с и нагревом до подкритических температур с изо- термическими выдержками 4 ч (рекомендуемый режим) и 6,5 ч (стандартный режим) показало, что структура стали (рис . 2) существенно не отличает- ся, а максимальные значения твердости составля- ют 207 и 203 НВ соответственно (при норме не бо- лее 250 НВ [2]) . После термической обработки с изотермиче- ской выдержкой 4 ч доля цементита, изменившего морфологию с пластинчатой на сферическую, со- ставляет 30–40%, а после выдержки 6,5 ч – 45– 55% . Повышение объемной доли зернистого це- ментита приводит к значительному снижению об- щей твердости . На основании полученных данных термиче- скую обработку проката из непрерывнолитой ва- куумированной конструкционной стали рекомен- довано проводить с уменьшением длительности изотермической выдержки до 4 ч . При проведении в металлургическом техноло- гическом потоке термической обработки проката следует стремиться максимально использовать остаточную теплоту предобработок . Особенно это важно для крупного проката, для которого харак- терно различное протекание структурных превра- щений по сечению . Использование остаточной те- плоты сокращает длительность нагрева, экономит энергию и топливо, способствует выравниванию скоростей нагрева поверхности и центра заготов- ки, а также равномерности протекания превраще- ний . Поэтому рекомендовано после прокатки тем- пературу конца охлаждения проката установить не ниже 300 °С . Фазовые превращения при достиже- нии этой температуры в легированном прокате, как правило, уже завершены [3–5] . Термическую обработку конструкционного ле- гированного проката на ОАО »БМЗ–УКХ «БМК» проводят в колодцах замедленного охлаждения . Разработанный режим термической обработки, включающий охлаждение после прокатки до тем- пературы 300 °С, нагрев в колодцах до подкрити- ческих температур с сокращением продолжитель- ности изотермической выдержки и дальнейшим замедленным охлаждением с печью, внедрен на ОАО «БМЗ–УКХ «БМК» при производстве на ста- а б в г Рис . 2 . Микроструктура хромомолибденовой стали после термической обработки с изотермическими выдержками 4 ч (а, в) и 6,5 ч (б, г) . а, б – ×500; в, г – ×5000 / 73 2 (75), 2014 не 850 конструкционного легированного проката . В результате повышения температуры посадки проката в колодцы и сокращения продолжитель- ности изотермической выдержки при подкритиче- ских температурах общая продолжительность тер- мообработки сократилась на 5,5 ч . Внедрение усовершенствованной технологии термической обработки легированного проката на стане 850 ОАО «БМЗ–УКХ «БМК» позволяет на каждом отжиге сократить потребление электроэнер- гии на 230 кВт и расход природного газа до 800 м3, при этом дополнительно увеличивается произво- дительность колодцев замедленного охлаждения . Выводы 1 . Построена карта поверхности распределе- ния значений твердости от температурно–времен- ных параметров термической обработки . Показа- но, что значительное снижение (на 20–25%) значе- ний твердости достигается при температурах 680– 650 °С и выдержке 4 ч . 2 . Сравнительными исследованиями микро- структуры и твердости хромомолибденовой стали, обработанной с изотермическими выдержками 4 и 6,5 ч, установлено, что структура мало отличает- ся, а значительное снижение твердости происхо- дит благодаря большому количеству карбидов, из- менивших свою морфологию . 3 . Для легированного сортового проката пред- ложена новая технология комбинированной тер- мической обработки, включающая после горячей прокатки охлаждение до температуры 300 °С, на- грев в колодцах до подкритических температур с сокращением на 2,5 ч продолжительности изо- термической выдержки и дальнейшее замедленное охлаждение с печью . Общая продолжительность режима смягчающей термической обработки со- кратилась на 5,5 ч . 4 . Внедрение усовершенствованной техноло- гии термической обработки легированного прока- та на стане 850 ОАО «БМЗ–УКХ «БМК» позволи- ло повысить производительность термического оборудования, снизить на каждом отжиге расход природного газа на 800 м3 и электроэнергии на 230 кВт . Литература 1 . Изменение морфологии структуры углеродистой хромомолибденовой стали под влиянием термической обработки / В . А . Луценко, Н . И . Анелькин, Т . Н . Голубенко и др . // Литье и металлургия . 2010 . Спец . выпуск № 3 . С . 183–185 . 2 . Особенности структурообразования конструкционной легированной стали при термической обработке сортового прока- та / В . А . Луценко, П . А . Бобков, Т . Н . Голубенко и др . // Литье и металлургия . 2013 . № 1 . С . 38–42 . 3 . Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-раствора в сплавах титана: справ . термиста / Л . Е . Попова, А . А . Попов . М .: Металлургия, 1991 . 4 . Особенности формирования структуры в сортовом прокате из конструкционной легированной электростали / В . А . Лу- ценко, П . А . Бобков, Т . Н . Голубенко и др . // Черная металлургия . Бюл . науч .-техн . и эконом . информации . 2013 . № .1 . С . 63–66 . 5 . Изменение структурного состояния горячекатаного сортового проката из хромомолибденовой стали при отжиге / В . А . Лу- ценко, П . А . Бобков, Т . Н . Голубенко и др . // Черные металлы . 2013 . № 1 . С . 13–17 .