Введение к работе
Актуальность работы. Одним из современных прогрессивных видов металлургической продукции являются фасонные профили высокой точности (ФПВТ). Применение каждой тонны этих профилей в отраслях машиностроения обеспечивает экономию металла до 45 %. Существующие технологии производства ФПВТ с малой площадью поперечного сечения (до 100 мыт) включают в себя большое число чередующихся операций холодной пластической деформации, термической обработки (рекристаллизационного отжига) и подготовительных к деформации
операций. Многоцикличность технологии повышает себестоимость профилей, в ряде случаев ухудшает качество продукции, увеличивается
размер зерна, возрастает глубина обезуглероженного слоя средне- и высокоуглеродистых сталей, снижается уровень механических свойств.
Внедрение термомеханической обработки (ТМО) в технологичес-. кий процесс изготовления высокоточных профилей во многом позволяет решить задачу улучшения качества ФПВТ и расширить возможности производства. Совместное использование скоростных способов нагре-' ва, горячей пластической деформации и регламентированного охлаждения является актуальной задачей, решение которой может привести к , сокращению длительности и улучшению качества сфероидизирующей обработки.
Цель работы. Исследование и разработка новых технологий производства фасонных профилей высокой точности малого поперечного сечения с использованием ТМО и скоростных методов нагрева для получения регламентированной структуры и заданных показателей качества продукции.
Для'достижения поставленной цели решались следующие задачи:
.-4-
разработать новые технологические схемы с использованием . ТМО и скоростных методов нагрева на основе анализа действующих технологий производства ФПВТ с малой площадью поперечного сечения;
изучить процессы структурообразования в ходе горячей деформации и охлаждения для определения температурно-временных и деформационно-скоростных параметров ТМО широко применяемой конструкционной стали;
установить закономерности формирования структуры и свойств при различных режимах ВТМО и разработать рекимы процессов производства ФПВТ;
изучить закономерности влияния температуры, времени и скорости нагрева при скоростной электротермической обработке (СЭТО) на процессы сфероидизации цементита в цикле термомеханической обработки;
создать промышленную технологию производства ФПВТ с малой площадью поперечного сечения (до 100 мм ) с использованием ТМО и СЭТО, обеспечивающую получение заданных механических свойств и структуры, при этом определить параметры и разработать конструкции устройств деформации, нагрева и охлавдения, позволяющих реализовать предложенную технологическую схему.
Научная новизна.
Получены экспериментальные данные о механизмах и кинетике процессов структурообразования, построены карты структурных состояний (КСС) при горячей деформации и СЭТО конструкционной стали;
Разработаны новые схемы производства фасонных профилей высокой точности с использованием термомеханической обработки и скоростной электротермической обработки;
Показана принципиальная возможность и оценена эффектив-
ность использования прерванных режимов СЭТО (отпуск или маятниковый кратковременный индукционный отжиг) для получения регламентированных структуры и свойств в цикле.ТМО конструкционных сталей.
Практическая ценность работы. Определены технологические режимч ВТМО ФПВТ. Разработано техническое задание на проектирование в условиях металлургической промышленности непрерывных тер-мо-деформационных линий с использованием методов скоростного нагрева. Рассчитаны параметры установки ускоренного охлаждения и индукционных устройств для термообработки ФПВТ. Разработаны режи-
. мы ВТМО и СЭТО для производства профилей N 77, 24, 624, 625 сечением 15-30 мма из стали 65Г. Предложенный процесс реализован в условиях Череповецкого сталепрокатного завода. Получена опытная
.партия металла, показатели качества которого не только полностью удовлетворяют ТУ, но и дают возможность ужесточения существующих требований. Повышены эксплуатационные характеристики профилей за
счет возрастания прочности стали на 15-20 % и получения однородной по сечению структуры. Улучшены экономические показатели производства: технологический цикл сокращен на 6 операций, время термической обработки уменьшено в 3-5 раз, потери металла в окалину снижены на 20--25 Ж, экономия электроэнергии составила 2800 кВт, защитного газа - 1400 мэ на одну тонну профиля.
Публикации и апробация работы. По материалам диссертации сделан доклады на научном семинаре "Термомеханическая обработка металлических материалов" (г. Москва, ЦРДЗ, 1992 г.), на научно-техническом семинаре на Череповецком сталепрокатном заводе (г. Череповец, 1994 г.), на научном семинаре "Термомеханическая обработка металлических материалов" (г. Москва, МИСиС, 1994'г.) Основное содержание диссертации опубликовано в 4 печатных работах.
.-6-
Поданы 2 заявки и. получены положительные решения ВНИИГПЭ на выда- чу патентов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы ( 77 7 наименований) и приложения, изложена на угО страницах машинописного текста, содержит 39 иллюстраций, 2. и таблиц.
