Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ВолгГТУ)

Кафедра «Технология материалов»

Семестровая работа

по дисциплине «Современные технологии

термической обработки»

Выполнил:

студент группы ТМ-6.1.-н

Позднышева Ю.А.

Проверил:

доцент, к.т.н.

Пегишева С.А.

Волгоград, 2011г.

ЗАДАНИЕ

1) Режим предварительной термообработки крупносортового проката из стали 09Г2С толщиной 40мм (обоснование, цель, график)

2) Перечислить переходы и операции предварительной т/о по п. 1

3) Провести классификацию термических операций предварительной т/о по п.1.

4) Что включает регламент техпроцесса предварительной т/о по п. 1.

5) Способ загрузки и укладки проката при предварительной т/о по п. 1.

6) Способ нагрева по п. 1.

7) Классифицировать среду для нагрева проката по п. 1:

-по агрегатному состоянию;

-по характеру взаимодействия.

8) Классифицировать среду для охлаждения проката по п. 1:

-скорости охлаждения:

-характеру охлаждения.

9) Контроль качества данного режима термообработки и проката, возможные дефекты при термообработке. Предложение по неразрущающим методам контроля качества данного проката.

Семестровая работа по тто Введение

Сортовой прокат – наиболее массовый вид прокатной продукции и основной полуфабрикат для производства деталей в машиностроении. В середине 70-х годов доля сортового проката в общем производстве прокатной продукции в черной металлургии составила около 60 %, при этом доля сортового проката с термической обработкой – около 2,5% [3].

Технология изготовления сортового проката (круглого сечения) включает следующие этапы:

- выплавка и разливка стали – электросталеплавильный цех №2 (ЭСПЦ-2);

- прокатка слитков на стане 1150 на заготовку размером 390х420 мм – обжимной крупносортный цех (ОКЦ);

- замедленное охлаждение блюмов с последующей зачисткой поверхности – отделение отделки обжимно-крупносортного цеха (ООМ ОКЦ);

- прокатка блюмов на сортовой прокат на стане 1150/850/630 обжимно-крупносортный цех (ОКЦ);

- замедленное охлаждение сортового проката в неотапливаемых колодцах – обжимно-крупносортный цех (ОКЦ);

- контроль качества проката – цех контрольных испытаний (ЦКИ);

- правка, зачистка, сортировка – цех отделки металлопроката (ЦОМП);

- отгрузка на склад готовой продукции.

Готовый сортовой прокат поступает на склад готовой продукции, где производится упаковка и формирование готовых партий продукции, а также осуществляется отгрузка их потребителю.

Структура и твердость стали, охлажденной непосредственно после горячей прокатки, неоднородны. Частым дефектом горячекатаных легированных сталей в крупносортовом прокате являются флокены. Причины возникновения флокенов: выделение водорода, растворенного в стали, и разновременность фазовых превращений в связи с неоднородностью стали, что создает высокие внутренние напряжения из-за разных удельных объемов различных фаз, и вызывает образование трещин [3].

1. Режим предварительной термообработки крупносортового проката из стали 09г2с толщиной 40 мм (обоснование, цель, график)

Целью предварительной термической обработки крупносортового проката из стали 09Г2С толщиной 40 мм является получение твердости, обеспечивающей дальнейшие технологические операции (правка, порезка и т.д.), и отсутствие флокенов в макроструктуре проката. С целью предупреждения образования флокенов у крупносортового проката проводится специальная противофлокенная обработка.

Целью противофлокенной обработки является получение в структуре феррито-перлитной смеси, снижение содержания водорода в стали путем его диффузионного удаления из поверхностных слоев в атмосферу и перераспределение его в центральной части, снижение внутренних напряжений, возникающих при прокатке [3].

Режимы противофлокенной обработки зависят от марки стали (флокеночувствительности стали, устойчивости аустенита) и размера сечения и массы садки (рис.1).

Рисунок 1. - Режим термообработки крупносортового проката из стали 09Г2С

Начальная температура блюмов – комнатная температура. Нагрев блюмов осуществляют в методических нагревательных печах непрерывного действия. В качестве нагревающей среды выбирается окислительная среда продуктов сгорания природного газа. Тепло подводится горелками.

При прокатке металл нагревают до возможно высоких температур, т.к. в этом случае снижаются расход энергии, усилие деформации, износ инструмента. При назначении температуры нагрева верхний предел температуры нагрева ограничивается явлениями перегрева и пережога, поэтому максимальная температура нагрева низкоуглеродистой стали составляет 1250° С [1].

Нагрев блюмов из стали 09Г2С производят до температуры 1240±10 °С, скорость нагрева по толщине 200±10 °С/ч при холодном посаде. Время нагрева 5-7 ч.

Нагретые до заданной температуры блюмы подаются на приемный рольганг крупносортового стана, а затем к рабочей клети. Блюмы прокатываются в требуемое сечение за определенное число проходов в соответствии с конкретными режимом обжатий и схемой прокатки. Температура металла по окончанию прокатки составляет примерно 950° С [3].

Затем сортовой прокат укладывается в штабели и замедленно охлаждают в неотапливаемых колодцах при закрытых крышках. Температура металла, загружаемого в неотапливаемые колодцы, должна быть не ниже 700 °С. Такая температура необходима еще для того, что бы процесс диффузии водорода происходил с наибольшей скоростью (согласно закону Фика).

Замедленное охлаждение необходимо для полного распада аустенита в области перлитного превращения, снижения внутренних напряжений и снижения содержания водорода в металле, способствующего возникновению флокенов.

Так как сталь 09Г2С имеет малую устойчивость аустенита, при скорости охлаждения 10±5 ^оС/ч до температуры 600 °С имеет место полное феррито-перлитное превращение (рис. 2). Но для более полного снижения содержания водорода в стали путем его диффузионного удаления из поверхностных слоев в атмосферу и перераспределение его в центральной части необходимо охлаждать металл в неотапливаемых колодцах до температуры 100 °С в течение 10-25 часов в зависимости от массы садки [3]. Далее проводится охлаждение на воздухе до комнатной температуры. Замедленно охлаждать ниже 100 °С нецелесообразно вследствие снижения диффузионной подвижности водорода.

10 °С/ч

Расчет скорости охлаждения (рис.2):

(^оС/ч)

Рисунок 2. – Диаграмма изотермического распада аустенита стали 09Г2С.

Выбранная термическая обработка позволяет обеспечить отсутствие флокенов за счет удаления водорода из стали. Одновременно эта термообработка является и смягчающей, обеспечивающей необходимую для дальнейшей обработки твердость и пластичность металла.