ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r ia : HUTNICTWO z .
36
________ 1991 Nr k ol. 1063
F r a n c is z e k GROSMAN J e r z y HERIAN
I n s t y t u t In ż y n ie r ii M ateriałow ej P o l i t e c h n i k i Ś lą sk iej
WPŁYW PARAMETRÓW WALCOWANIA
NA GORĄCO NA STRUKTURĘ I WŁASNOŚCI BLACH ZE STALI M n-Si-Cr-M o
S tr e s z c z e n ie . Na p o d s ta w ie zaplanow anego ek sp ery m en tu c a łk o w ite go ty p u 2 ' przeprow adzano a n a l i z ę wpływu para m etró w p r z e r ó b k i p l a s ty c z n e j na g orąco - w i e l k o ś c i g n i o t u sto so w a n eg o w p r z e p u ś c ie te m p e ra tu ry końca w alc o w an ia i sp o so b u c h ło d z e n ia na s t r u k t u r ę i w ła s n o ś c i m echaniczne b l a c h ze s t a l i ty p u M h-Si-C r-M o. Do oceny s t r u k t u r y zastosow ano m etody m e t a l o g r a f i i ilo ś c io w e ji , w ła s n o ś c i m echaniczne o k r e ś lo n o w s t a t y c z n y c h p ró b a c h r o z c i ą g a n i a . P rzep ro w a
dzona a n a liz a p o z w o liła o k r e ś l i ć k ie r u n e k i s i ł ę o d d z ia ły w n ia b a d a n ych parametrów p r o c e s u te c h n o lo g ic z n e g o na s t r u k t u r ę i w ła s n o ś c i b la c h o ra z u s t a l i ć p a r a m e try p r o c e s u z a b e z p ie c z a ją c e u z y s k a n ie m a te r ia łó w o wymaganym p o z io m ie w ł a s n o ś c i .
1 . Wstęp
Z dan y ch lit e r a tu r o w y c h w y n ik a , że i s t o t n y wpływ na s t r u k t u r ę oi-s_
poziom w ła s n o ś c i b la c h ze s t a l i M n-Si-Cr-M o i M n-Si-C r m a ją p a ra m e try w a lc o w a n ia n a gorąco i in te n s y w n o ś ć c h ło d z e n ia po w a lc o w a n iu . W p u b l i k a c j a c h na te m a t tego z a g a d n i e n ia z a w a rte s ą in f o r m a c je d o ty c z ą c e c h a r a k t e r u p r z e b ie g u przemian s t r u k t u r a l n y c h , ja k o śc io w e g o o p is u uzyskiw anych s t r u k t u r o r a z poziomu otrzym yw anych w ła s n o ś c i m e ch a n icz n y ch . B rak j e s t s y s te m a ty c z n y c h badań p o z w a la ją c y c h u s t a l i ć k ie ru n e k i in te n s y w n o ś ć o d d z ia ły w a n ia p o sz cz eg ó ln y c h p a ra m etró w p r z e r ó b k i p l a s t y c z n e j j p r z y z a sto so w a n i u m etod m e ta l o g r a f i i i l o ś c i o w e j . Na p o d s ta w ie p rze p ro w ad z o n y ch s t l i t e r a t u r o w y c h i badań w ła s n y c h u s ta lo n o i s t o t n y wpływ g n io tu i końcowej s t r u k t u r y walcowania o r a z sp o so b u c h ł o d z e n ia po w alcow aniu na w ła s n o ś c i b l a c h . P rz y jm u ją c te p a r a m e try p ro c e s u ; i m etody p la n o w a n ia ek sp ery m en tu opracow ano program b a d a ń . B a d an ia p rze p ro w ad z o n o d l a s t a l i ty p u
M n-Si-C r-M o, k tó r a uw ażana j e s t za ł a t w i e j s z ą do opanow ania w p r o c e s i e pro d u k cy jn y m ze względu na s z e r s z e z a k r e s y z m ie n n o ś c i p aram etrów t e c h n o lo g ic z n y c h g w a ra n tu ją c y c h u tr z m a n ie w ła s n o ś c i m e ch a n icz n y ch na wymaganym p o z io m ie .
114 ? . Grosman
2 . M a te r ia ł do b adań
M a te r ia ł w yjściow y do b adań s ta n o w iły p ła s k o w n ik i o p r z e k r o ju 18x32 mm. S k ład chem iczny m a t e r i a ł u z a w ie r a t a b l i c a 1 .
T a b l ic a 1 S k ład chem iczny b a d a n e j s t a l i ( k o n t r o l n y )
Z aw a rto ść p ie rw ia s tk ó w w %
C Mn Si P S Cr Hi V Mo Cu Al
0 ,0 4 5 0 ,9 2 1 ,2 0 0 ,0 1 5 0 ,0 1 5 0 ,4 8 0 ,0 2 5 0 ,0 1 0 ,3 8 0 ,0 5 0 ,0 1 2
3 . P r z e b ie g b adań i p la n e k sp ery m en tu
3 .1 P lan ek sp ery m en tu
W c e l u o k r e ś l e n i a wpływu p aram etrów p r o c e s u w alco w an ia na g o rą c o na s t r u k t u r ę i podstawowe w ła s n o ś c i m e ch a n icz n e s t a l i M n-Si-Cr-M o p r z e p r o wadzono b a d a n ia e k s p e ry m e n ta ln e , w k t ó r y c h p ro g ram b ad a ń opracow ano o p ie r a j ą c s i ę na p la n o w a n iu dwupoziomowym z za sto so w a n ie m m etody B oxa-W ilsona.
P rzeprow adzono e k sp e ry m e n t c a łk o w ity ty p u 2 .3
A n a li z ie poddano t r z y p a r a m e tr y p r o c e s u te c h n o lo g i c z n e g o : - g n i o t w zględny (E ^ ) - 1 ^ ,
- te m p e r a tu r ę końca w alco w an ia ( T ^ ) - i g ,
- sp o só b c h ł o d z e n ia po w alc o w an iu (P - n a p o w ie tr z u , HW - n a t r y s k wodny dw ustronny do te m e p r a tu ry o k o ło 600°C i w y trzy m a n ie w t e j te m p e r a tu rz e w c z a s i e 30 m in, po czym d a l s z e c h ło d z e n ie na p o w ie tr z u ) -
Szczegółow e d a n e , ja k i p la n ek sp e ry m e n tu z e s ta w io n o w t a b l i c y 2.
W a rto śc i poziom u podstaw ow ego i k ro k u p ró b n eg o p r z y j ę t o na p o d s ta w ie danych l i t e r a t u r o w y c h i w stę p n y c h b ad a ń w ła s n y c h p r o c e s u w alco w an ia na g o r ą c o .
3 . 2 . P rz e b ie g procesów te c h n o lo g ic z n y c h
P ró b k i o w ym iarach 18X32X400 mm nagrzew ano w p ie c u sy lito w y m do te m e p r a tu r y 1270°C, w ygrzew ając w c z a s i e 20 m in u t. W alcow anie na g ru b o ść końcową 4 ,0 mm przeprow adzono w w a lc a r c e duo 420 s t o s u j ą c p r ę d k o ś ć w a l
cow ania 0 ,6 m /s . W o s t a t n i c h dwóch p r z e p u s ta c h sto so w an o z a ło ż o n e w ie lk o ś c i g n io tó w 15 % lu b 30 %, k o ń cz ąc w alc o w an ie w te m p e r a tu r z e 770° lu b 840°C. T e m p e ra tu ra p rze m ian y Ar 3 w y n o s iła 790°C , zatem k o n ie c w alcow a
n ia odbyw ał s i ę w z a k r e s i e jednofazow ym ( "f ) lu b dwufazowym (<* + #").
Po w alcow aniu z g o d n ie z eksperym entem p r ó b k i ch ło d z o n o n a p o w ie tr z u lu b n a try s k ie m wodnym od g ó ry i od d o łu pasma do te m p e r a tu r y 500 - 600°C .
Wpływ p a r a m e t r ó w . . . 115
T a b lic a 2 P la n ek s p e ry m e n tu c a łk o w ite g o 2^
Param etry zm ienne
w V Tkw> °<Ł X3^NW^
Krok podstawowy
X° 2 2 ,5 805 0
Krok p ró b n y
X 7 ,5 35 1
Poziom d o ln y
Xd 1 5 ’ 770 -1
Poziom gó rn y
Xs 30 840 + 1
D ośw iadczenie n r 1 15 770 - 1
D o św iadczenie n r 2 30 770 - 1
D ośw iadczenie n r 3 15 840 - 1
D ośw iad czen ie n r 4 30 840 - 1
D ośw iadczenie n r 5 15 770 + 1
D ośw iad czen ie n r 6’ 30 770 + 1
D o św iadczenie n r 7 15 840 + 1
D o św iadczenie n r 8 30 840 + 1
Uwaga j
Zmienna X^ - sp o só b c h ł o d z e n ia za m ie sz c z o n y J e s t w t a b l i c y po zakodow aniu W artość -1 o z n a c z a c h ło d z e n ie n a p o w ie tr z u ( P ) , a +1 o z n a c z a c h ło d z e n ie n a try s k ie m wodnym (UW).
W t e j te m p e r a t u r z e wytrzymywano m a t e r i a ł 30 m in u t, po czym c h ło d z o n o d a l e j n a p o w ie t r z u . T e m p e ra tu rę ko ń ca w alc o w an ia m ie rzo n o p iro m e tre m firm y G u lto n , a po c h ło d z e n iu wodnym - p iro m e tre m stykowym TERB!.
4. M etodyka i p r z e b i e g b a d a ń 4 .1 . B a d an ia w y trz y m a ło śc io w e
W s ta ty c z n e j pró bie r o z c ią g a n ia wyzanczono doraźną wytrzym ałość na ro z ciąg a n ie R^, umowną g ra n ic ę p la s ty c z n o ś c i Rq j , wydłużenie i prze
wężenie Z .
116 F . Grosm an
T a b lic a 3 W łasn o śc i m e ch a n icz n e s t a l i w z a l e ż n o ś c i od
badanych p ara m etró w p r o c e s u te c h n o lo g ic z n e g o
Hr do św iad c z e n ia *
P a ra m e try p r o c e s u Rm
MPa
^ 0 ,2 MPa
A5
%
Z
%
£h % ° Tkw c h ło d z e
n i e
1 15 765 P 653 456 2 6 ,2 2 9 ,2
2 30 768 P 666 489 2 3 ,8 2 8 ,2
3 15 863 P 594 363 31,1 3 5 ,7
4 30 843 P 614 399 3 1 ,0 32,1
5 15 775 UW 626 427 2 5 ,4 3 1 ,3
6 30 770 RW 665 494 2 5 ,6 3 1 ,7
7 15 840 RW 651 425 2 8 ,4 3 2 ,4
8 30 840 NW 636 430 2 9 ,3 3 3 ,7
D okładnego p o m ia ru w y d łu że ń dokonywano z a pomocą c z u jn ik a in d u k c y jn e go firm y M o h r -F e d e rh a f t. ś r e d n i e z wyników t r z e c h p ró b r o z c i ą g a n i a z p r z e bad an y ch w a ria n tó w te c h n o lo g ic z n y c h p rz e d s ta w io n o w t a b l i c y 3 . U zyskane w y n ik i p o s łu ż y ły do p r z e p ro w a d z e n ia a n a l i z y wpływu p ara m etró w na n a s t ę p u ją c e cechy wynikowe« RQ 2 , 1 z *
P r z y j ę t o p r z y b l i ż e n i e l i n i o w a ł ró w n a n ie r e g r e s j i w yrażono w p o s ta c i « Y - K0 + K1 .X 1 + K2 .X2 + K3 .X 3 ,
g d z ie «
Y = R lu b Rn _ lu b Ac lu b Z,
X1t Yg, X3 - zm ienne w e jś c io w e po u p r z e d n ie j s t a n d a r y z a c j i lu b z a kodow aniu ( o z n a c z e n ie j a k w p ro g ra m ie b a d a ń ),
W s p ó łc z y n n ik i r e g r e s j i w i e l o k r o t n e j po u p r z e d n i e j s t a n d a r y z a c j i zmien
nych w e jś c io w y c h o b l i c z a n o z z a l e ż n o ś c i « X
Ke “ “T ~ 1 ] Xen V
h-1
g d z ie « Kg - w a r to ś ć w sp ó łc z y n n ik a r e g r e s j i s » 0 , 1 , 2 . . . . ( 8 = 3 ) , U - l i c z b a d o św ia d c z e ń S = ot8 ( R =8),
X e le m e n ty m a c ie rz y p la c u po s t a n d a r y z a c j i ( p rz y jm u je w a r to ś ć +1 l u b - 1 ) ,
Ya - e le m e n ty w e k to ra wyników
W s p ó łc z y n n ik i r e g r e s j i i t e s t y i s t o t n o ś c i c e c h w ynikowych ( cc » 0 t 0 5 , l i c z b a s t o p n i swobody f m45 w a rto ś ó k r y ty c z n a t Q 05^4 " 2 ,7 7 6 ) '
T a b l i c a 4
Cecha wynikowa
Wyraz wolny
Ko
W spółczyn
n i k r e g r e s j i Kn
S t a t y s t y ka t S tu d e n ta
Uwa
g i
W spółczyn
n ik r e g r e - 831 k2
S t a t y s ty k a t S tu d e n ta
Uwa
g i
W spółczyn
n ik r e g r e s j i jr
3
S t a t y s t y k a t S tu d e n ta
Uwa
g i
R
0,2
4 35,375 17,625 1 ,9 2 8 N - 3 1 ,1 2 5 - 3 ,4 0 4 T 8 ,6 2 5 0 ,9 4 3 SRn 6 38,125 7 ,1 2 5 0 ,8 6 3 N - 1 4 ,3 7 5 -1 ,7 4 1 N 6 ,3 7 5 0 ,7 7 2 N
A50 2 7 ,6 0 - 0 ,1 7 5 - 0 ,3 8 2 H 2 ,3 5 0 5 ,1 3 2 T - 0 ,4 2 5 -0 ,9 2 8 N
Z 3 1 ,7 8 8 -0 ,3 6 2 5 - 0 ,5 5 8 H 1,687 2 ,5 9 7 H 0 ,4 8 7 0 ,7 5 0 N
Uwagat
H - o z n a c z a n i e i s t o t n i e ró ż n y od z e r a w s p ó łc z y n n ik r e g r e s j i T - o z n a c z a i s t o t n i e r ó ż n y od z e r a w s p ó łc z y n n ik r e g e r s j i
118 F . Grosman
T a b lic a 5 C h a r a k te r y s ty k a ilo ś c io w a u zy sk a n y c h s t r u k t u r
Nr i P ara m e try p r o c e s u U d z ia ł o b ję to śc io w y m a r- t e n z y t u VM %
Ś re d n ia po w ie r z c h n ia z i a r n m ar- t e n z y t u
- M 2
a ¿m
Ś re d n ia po
w ie r z c h n ia z i a r n f e r r y t u
- P 2
a ¿xm
do św ia
d c z e n ia £ h
%
Tkw Q C
sp o só b c h ło d z e n i a
1 15 765 P 6 ,0 41 246
2 30 768 P 1 4 ,0 102 207
3 15 863 P 16 ,0 44 187
4 30 843 P 1 9 ,0 45 116
5 15 775 NW 1 4 ,0 62 117
6 30 770 NW 1 0 ,5 68 527
7 15 840 NW 1 7 ,5 4 5 ,5 86
8 30 850 NW 2 1 ,0 58 194
W c e l u u z y s k a n ia o d p o w ie d z i, cz y wpływ zm ien n e j n i e z a l e ż n e j j e s t i s t o tn y na cechy w ynikow e, p rz e p ro w a d z o n o t e s t t S tu d e n ta ,
W yniki o b l i c z e ń p r z e d s ta w io n o w t a b l i c y 4 . W n io sk i, j a k i e można w y c ią - g pąć z o pracow anych b ad a ń s t a t y s t y c z n y c h , o b o w ią z u ją je d y n ie w p rz y ję ty m z a k r e s i e z m ie n n o ś c i para m etró w u zy sk iw a n y c h w e k s p e ry m e n c ie .
4 . 2 B a d an ia s t r u k t u r a l n e
B a d an ia s t r u k t u r a l n e obejm ow ały:
- o b s e rw a c je na m ik r o s k o p ie ś w ie tln y m ,
- i l o ś c i o w ą ocenę s t r u k t u r p r z y z a s to s o w a n iu a u to m a ty c z n e g o a n a l i z a t o r a o b ra z u ty p u Q uan tim et 720,
- o b s e rw a c je n a m ik ro s k o p ie elek tro n o w y m tra n s m is y jn y m m eto d ą c i e n k ic h f o l i i .
W yniki b adań ilo ś c io w y c h s t r u k t u r z e s ta w io n o w t a b l i c y 5 .
W c e lu u z y s k a n ia o d p o w ie d z i, ja k w p ły n ę ły b adane p a ra m e try p r o c e s u te c h n o lo g ic z n e g o na wy z n a c z o n e cechy w y n ik o w e :(u d z ia 3 o b ję to ś c io w y d r u g i e j f a z y -y®, ś r e d n i ą p o w ie r z c h n ię p ł a s k i e g o p r z e k r o j u z i a r n a f e r r y t u - a 7 i d r u g i e j f a z y a M) , p rzep ro w ad zo n o o b l i c z e n i a w s p o s ó b podobny j a k w p rz y p a d k u o p ra c o w a n ia wyników z b ad a ń w y trz y m a ło śc io w y c h . O b lic z o n e d la k o le jn y c h c e c h wynikcwyoh (VM, a ? .1 a M) w a r t o ś c i w sp ó łc zy n n ik ó w r e g r e s j i i t e s t y i s t o t n o ś c i z e s ta w io n o w t a b l i c y 6 .
W sp ó łc z y n n ik i r e g r e s j i i t e s t y i s t o t o n o ś o i c e c h wynikowych (<* - 0 ,0 5 t - 4 t 0> 0 5 j4 - 2 ,7 7 6 )
T a b l i c a 6
Cecha
wynikowa Wyraz
w olny Ko
W spółcz.
r e g r e s j i K1
S t a t y s t y ka t S tu d e n ta
Uwagi W spółcz, r e g r e s j i
K2
S t a t y s t y k a t S tu d e n ta
Uwagi W sp ó łcz.
r e g r e s j i k3
S t a t y s t y k a t S tu d e n ta
Uwagi
1 4 ,7 5 0 1 ,3 7 5 1 ,3 3 9 H 3 ,5 3 5 3 ,5 3 0 T 1 ,0 0 0 0 ,9 7 4 U
5
M
5 0 ,1 8 7 5 1 0,0625 1 ,6 1 5 N -1 0 ,0 6 2 5 - 1 ,6 1 5 N 0 ,1 8 7 * 0 ,0 3 0 Na P 2 1 0 ,0 0 5 1 ,0 0 1 ,0 3 2 N - 6 4 ,2 5 -1 ,3 0 1 H 2 1 ,0 0 0 ,4 2 5 N
,120 M. Grosman 5 . Omówienie wyników b adań
G radientow a o p ty m a liz a c ja p ara m etró w w alcow ania n a g o rą c o pozw ala na u z y s k a n ie n a s tę p u j ą c y c h in f o r m a c ji» znak p r z y w sp ó łc z y n n ik u r e g r e s j i w sk az u je k ie r u n e k o d d z ia ły w a n ia , a w a r to ś ć bezw zg lęd n a o c e n ia s i ł ę od
d z ia ły w a n ia .
- » * ' f T ' ^
, a -
y
*** <4. ✓ * , ,
' J ' a v ‘ * 1 * \
&
* łh
^' ■ # » * i * * . s * i -
R ys.1 Ha g r a n ic a c h z i a r n f e r r y t u p o je d y ń c z e duże wyspy m a rte n z y tu Tkw * 8 4 °°C /£ h « 15%/P. Pow.200x
F ig . 1 S in g le f e r r i t e g r a i n b o u n d a r ie s w ith la r g e
Tkw “ S 4 0 °C /eh » 15%/P m a r t e n e i t e c l u s t e r s . E n la rg e d 200 tim e s
- / - v * **
► " ± - X L ' fit--* L Ś T
* w \L w J S .
* " ’V * * • <! V *
* * * £ * - ---
Rys *2 Jed n o ro d n a w ie lk o ś ć z i a m f e r r y t u i wysp m a rte n z y tu Tkw a s 4 0 °C /6 h « 15%/NW - 550°C. Pow.350x P i g . 2 Homogenous m a g n itu d e o f f e r r i t e g r a i n s and
* 840°C/B. «• 15% HW - 550°C m a rte n B ite c l u s - te r f f . E n la rg e d 350 tim e s
Wpływ p a ra m e tr ó w .. 121
A n a liz u ją c pod tym w zględem u zy sk a n e w y n ik i ( t a b l i c a 4 . ) , można s t w i e r d z i ć , 4e d la p o d w y ższ en ia Rq ^ i n a le ż y sto so w a ć s g ó rn e w a r to ś c i g n io tó w w o s t a t n i c h p r z e p u s t a c h , d o ln ą te m p e r a tu rę końca w alcow ania i c h ło d z e n ie n a tr y s k ie m wody.
R y s .3 D r o b n o z ia r n is ta s t r u k t u r a z r e k r y a ta liz o w a n e g o f e r r y t u T j^ * 8 4 5 °C /£ h = 30 * /P . Pow. 17000*
P i g . 3 P in e -g ra in s t r u c t u r e o f r e c r y s t a l l i z e d * 845°C /fL * 30# P f e r r i t e . E n la rg e d 17000 tim e s
R y s .4 fragm ent o b s z a r u z a w ie r a ją c e g o s i l n i e zd efek to w an y m a rte n z y t l i s t w o - wy = 845°C /S h = 30 % / Pow .17000*
F ig .4 F ragm ent o f a r e a which! c o n t a i n s h ig h ly d e f e c te d s t r i p
= 845°C /£ji = 30 % / m a r t e n s i t e . E n la rg e d 17000 tim e s
ÎI22 P . Grosman
W c e lu p o d w y ższ en ia A^ i Z n a le ż y kończyć p r o c e s w alcow ania w w ysokich te m p e r a tu ra c h , s t o s u j ą c d o ln e w a r to ś c i g n i o t u . C h ło d z e n ie n a try s k ie m wo
dy s p r z y j a z w ię k s z e n iu p r z e w ę ż e n ia , a na p o w ie trz u w y d łu ż e n ia .
Na R0 2 i R0 ; w pływ ają w k o l e j n o ś c i s i ł y o d d z ia ły w n iai Tkw, £ h i sposób c h ł o d z e n ia , a na A^ i Z k o le jn o ? T ^ , sposób c h ło d z e n ia i 6 ^ ~ f t a b l , 4 ) . P rzeprow adzony d la poziom u i s t o t n o ś c i ię = 0 ,0 5 t e s t S tu d e n ta d la w spół czynników r e g r e s j i w y k az u je, że te m p e r a tu ra końca w alcow ania z n a cz ąc o wpływa na Rq 2 i
R y s .5 D r o b n o z ia r n is ta s t r u k t u r a f e r r y t u p o lig o n a ln e g o z p r o s to lin io w y m i n is k o e n e r g e ty c z n y m i d y s lo k a c ja m i. Na s ty k u z i a r a f e r r y t u w idoczny m arten-
| z .y t. Tkw - 845°C /Sj1 = 30 %/NW-560°C. Pow. 13000*
P i g . 5, P in e - g r a in t r a v e r s i n g f e r r i t e s t r u c t u r e w ith s o f t r e c t i l i n e a r d is lo - c a t i o n s . M a rte n s i t e can be n o t i c e d a t th e g r a i n c o n t a c t .
Tkw » 8 4 5 °C / ^ w 30 %/NW-560°C. E n la rg e d 13000 tim e s
Rys.6.W o b r ę b ie z i a r n f e r r y t u s p l o t y d y s l o k a c j i z d ro b n o d y sp e rsy jn y m i wy
d z i e le n ia m i w ęg lik ó w , praw dopodobnie ty p u VC. » 8 4 5 °C /£ h = 30 %/
NVI - 560°C Po w. 33000*
P i g . 6 , D i s l o c a t i o n t a n g l e in f e r r i t e g r a i n s w i t h f i n e d i s p e r s i o n c a r b id e p r e c i p i t a t i o n s , p r o b a b ly o f VC ty p e . * 8 4 5 °C /6j1 » 30 %/NW-560°C.
E n la rg e d 33000 tim e s
Wpływ p a r a m ta r ó w „ . 123
Z p rze p ro w ad z o n y ch b adań w y n ik a, że badana a t a l o a ią g a poziom R^j o k o ło 600 MPa i Aę 5*30 % d l a te m p e ra tu ry w alco w n ia n ie c o pow yżej A ^j » 790°C i po c h ło d z e n iu na p o w ie t r z u . W ytrzymałość na r o z c i ą g a n i e można z w ię k sz y ć o 50 MPa k o sz etm z m n ie js z e n ia o 2 - 5 %, k o ń cz ąc p r o c e s w alco w an ia w te m p e r a t u r z e 840 C i s t o s u j ą c c h ło d z e n ie n a tr y s k ie m wodnym do te m p e ra t u r y z w ij a n ia 500 - 600°C. Ten sam e f e k t można u z y s k a ć k o ń cząc w alcow anie w te m p e r a t u r z e n ie c o p o n iż e j k p y np. 770°C i c h ło d z e n ie na p o w ie trz u .
U zyskane s t r u k t u r y d la badanych w aria n tó w te c h n o lo g ic z n y c h są ty p u f e r r y ty c z n o - m a r te n z y ty c z n e g o ( r y s . 1 do 6 ) , n i e z a l e ż n i e od sp o so b u c h ło d z e n i a . P rzy c h ło d z e n iu p ró b e k na p o w ie trz u o trz y m u je s i ę s t r u k t u r ę d r o b n o z i a r n i s t e g o z r e k ry s ta liz o w a n e g o z i a r n a f e r r y t u ( r y s . 3) z ro zło żo n y m wyspowo w w ę z ła c h s ty k u g r a n ic z ia rn m a r te n z y tu . Z ia rn a f e r r y t u o d z n a c z a j ą s i ę m ałą g ę s t o ś c i ą d y s l o k a c j i , a w y s tę p u ją c y m a rte n z y t j e s t ty p u l i - stwowego r y s . 4 . Z w ięk sz en ie p rę d k o śc i c h ł o d z e n ia s k u t e c z n i e ham uje z a ch o d z ą c e p ro c e s y r e k r y t a l i z a c j i ( r y s . 5 ) , co u w id a c z n ia s i ę d u żą g ę s t o ś c i ą d y s l o k a c j i w o b r ę b ie z i a r n f e r r y t u . W n ic h t e ż u ja w n io n o o b ec n o ść d y s p e r s y jn y c h w y d z ie le ń p raw dopodobnie węglików ty p u y ^ C j i r y s . 6 ) .
U d z ia ł o b ję to ś c io w y m a rte n z y tu w s t r u k t u r z e p ró b e k ch ło d z o n y c h po w alc o w an iu na p o w ie trz u waha s i ę w p r z e d z ia le od 6 do 19 % ( t a b l . 5 ) .
S to so w a n ie w ię k s z e j p r ę d k o ś c i c h ło d z e n ia po w alco w an iu ( n a t r y s k wodny) od z a k r e s u 500 - 600°C pow oduje w zrost u d z i a ł u o b ję to ś c io w e g o m a rte n z y tu w s t r u k t u r z e od 1 0 ,5 do 21 % ( t a b l . 5 ) . Na u d z i a ł o b ję to ś c io w y m a rte n z y tu w s t r u k t u r z e i s t o t n i e wpływa końcowa te m p e r a t u r a w alc o w an ia ( t a b l . 6 ) . P o z o s ta łe p a ra m e try p r o c e s u t w ie lk o ść g n i o t u w o s t a t n i c h p r z e p u s ta c h i sp o só b c h ło d z e n ia po w alco w an iu mają m n ie js z y wpływ. P rzep ro w ad zo n a a n a
l i z a m a tem aty czn a n i e w y k az ała is to tn e g o wpływu p aram etrów p r o c e s u te c h n o lo g ic z n e g o na w ie lk o ś ć z i a r n f e r r y t u i m a r t e n z y t u . Tym n ie m n ie j o b se rw u je s i ę d r o b n i e j s z e z i a r n a f e r r y t u i wysp m a rte n z y tu d la końcow ej te m p e r a tu r y w a lc o w a n ia , l e ż ą c e j pow yżej te m p e ra tu ry p rz e m ia n y Ap j .
6 , Podsumowanie
Poziom w ła s n o ś c i m e c h a n icz n y ch uzyskany w p rz e d s ta w io n y c h b a d a n ia c h m ie ś c i s i ę w z a k r e s i e w ła s n o ś c i podawanych w l i t e r a t u r z e ( t a b l i c a 7 ) d la s t a l i ty p u M n-Si-C r-M o. W ytrzym ałość d o ra ź n a j e s t na p o z io m ie R m >600 MPa, a w y d łu ż e n ie A^ = 21-31 %• S tr u k t u r a b l a c h j e s t z a le ż n a w k o l e j n o ś c i s i ł y o d d z ia ły w a n ia od te m p e r a tu ty końca w alc o w an ia , s z y b k o ś c i c h ł o d z e n ia do te m p e r a tu r y z w ij a n ia i te m p e r a tu ty z w i j a n i a .
Na p o d s ta w ie p rz e p ro w ad z o n y ch badań w ła s n y c h i dan y ch l i t e r a t u r o w y c h 0 , 6 , 7 , 9 , 1 0 ] ze s t a l i o badanym s k ła d z ie chem icznym ( t a b l . 1) można
u z y s k a ć b la c h y o s t r u k t u r z e f e r r y t y c z n o - m a r t e n z y t y c z n e j i p o z io m ie w ła s n o ś c i Rm o k o ło 600 MPa i A? - 28 - 31 %, s t o s u j ą c n a s t ę p u j ą c e p a ra m e try p r o c e s u te c h n o lo g ic z n e g o !
Podstawowy g k ła d chem iczny s t a l i M n-Si-C r-M o, p a r a m e try p r o c e s u w alc o w a n ia b la c h o ra z i c h w ła s n o ś c i o s ią g a n e p r z e z p ro d u ce n tó w lu b w b a d a n ia c h ró ż n y c h autorów
T a b l i c a 7
W ytwórca lu b w b a d a n i a c h , wyrób
■ ...“ i ...
Podstawowy s k ła d chem iczny ... - ... — 9---w %
T e c h n o lo g ia
... s— ... ... -...
W ła sn o śc i
R0 , 2 ^ Rm MPa A5 : %
B ethlehem S t e e l USA 2 ,3 x 7 5 0 -9 0 0 mm [8]
C = 0 ,05 - 0 ,0 6 5 Mn = 1 ,0 - 1 ,2 S i = 1 ,0 - 1 ,2 Cr = 0 ,2 5 - 0 ,3 5 Mo = 0 ,2 5 - 0 ,3 5
Tkw = 840 - 950oC
T™ = 510 _ 610 C 390
570
.. ___ - ? .
...
620 600
__ 6.
27 28
D o ta s c o K anada 2 ,4 6 - 5 ,4 3 mm [ V ]
C = 0 ,0 5 - 0 ,0 6 Mn = 1 ,3 0 - 1 ,3 7 S i = 1 , 3 7 - 1 ,3 9 Mo = 0 ,3 9 - 0 ,4 1 Cr = 0 ,5 2 - 0 ,6 0
w s t a n i e walcowanym na g o rą c o
368
406 653
730
24 28
H o e s c h - E s t e l. H o la n d ia 2 -5 x 7 4 5 -2 0 0 0 mm [ 8 ]
C = 0 ,1 0 S i = 1 ,2 0 Mn = 1 ,0 C r = 0 ,3 9 Mo = 0 ,3 6
T ^ = 840°C
Tzw = 55 ? “ 62 0 ° C 385 690 2 9 ,5
T i t h e r [2 ] Cmax = ° * 065
Mn = 1 ,1 0 S i = 1 ,0 0 Mo = 0 ,4 0 Cr = 0 ,5 0
Tkw = 845 " 90 0 °C Tzw = 5 4 ° “ 595°C
400 450
625 700
24 29
Groeman
o d . t a b l i c y 7
1 2 3 4 5 6
A ytar [ 8 ] 3 f 1 5 l 4 , 0 mm
C = 0 ,0 6 Mn = 0 , 8 - 0 ,9 7 S i = 1 , 0 - 1 ,0 7 Cr » 0 ,4 4 - 0 ,5 0 Mo = 0 ,3 1 - 0 ,5 0
= 870 - 900°C
T™ = 4 7 0 -
550
C 420340 570610 3126
Crawley [ 6 ] 2 , 5 mm
C = 0 ,0 7 Mn = 1 ,0 3 S i = 1 ,1 1 Mo b 0 ,4 2 Cr b 0 ,5 4
Tkw = 87 0 ° c o Taw = 565 "
600 0
240 290
600 587
2328
Bruckner 3 , 5 mm
C = 0 ,0 5 5 Mn = 1 ,0 3 S i = 0 ,9 0 Cr b 0 ,4 7 Mo = 0 ,3 6
Tkw a 875 - 955“c T** = 470 - 670 CZW
330380 630
615
31 29
Wg autorów 4 , 0 mm
C = 0 ,0 4 5 Mn = 0 ,9 2 S i = 1 ,2 0 Cr b 0 ,4 8 Mo = 0 ,3 8
Tkw * 84000 0 Tzw = 5 5 ° “ 600 C
380 420
610
640 31
2 8 ,5
Wpływparametrów
126 P . Grosman
- n a g rz e w a n ie do te m p e r a tu r y 1250 - 1280°C, - te m p e r a tu r ę końca w alco w an ia 820 - 900°C , - te m p e r a tu r ę z w ij a n ia b la c h w k r ę g i 500 - 600°C
- c h ło d z e n ie n a tr y s k ie m wodnym od te m p e r a t u r y końca w alc o w an ia do tem p era
t u r y z w ij a n ia s t o s u j ą c sz y b k o ść c h ło d z e n ia pow yżej 5 0 ° 0 / s .
LITERATORA
h l H e ria n J . s I n ż y n i e r i a M a te ria ło w a . Wydawnictwo HOT Sigma Warszawa L 1988, n r 6
¡ j i ] E l d i s G .T ., C olderr. A .P . , P l e t c h e r F .B . t A llo y in g and T ra n sfo rm a t i o n C o n tro l i n M n-Si-Cr-M o A s - R o lle d D ual P hase S t e e l s . A llo y s P o t The E i q h t i e s Clim a x ' Molybdenum Company. One G renw ich P la z a G renw inoh C o n n e c tic u t 1980.
h l T i t h e r G ., C o ld e rn A .P ., Morow J.W . s C o n tin u o s - Y ie ld in g D u al-P h ase S t r i p P r o d u c t. Iro n an d S t e e l M a t e r i a l s , 1979, A u g u st, s . 1 6 -2 5 . h l T a k a h a s i I . i i n n i t P r o p e r t i e s o f Hot R o l le d H igh S t r e n g t h S h e e ts
f o r A u to m o tiv e . U se. Kow asaki S t e e l T e c h n ic a l R a p o rt 1981, Hr 2 , s . 2 3 - 3 0
[ 5 l V lad C.M .t E ig e n s c h a f te n von d i r e k t a u s d e r W a lz h itz e e r z e u g te n D u a l-P h a se n S tÄ h len S t a h l und E is e n 1982, T. 1 0 2 , Hr 22, s . 1 1 0 1 -1 1 0 6 .
[ ö l B ru c k n e r P .O ., T u r r i n i Nt S p e r im e n ta z io n e i n d u s t r i a l e d i n a s t r i a c a ld o D u a l-P h a se a s r o l l e d . B o l lo n ia T e c h n ic a l P in s i d e r 1982, G e n n a io - A p r ile , s . 5 0 - 5 4 .
h l C raw ley A .P . i i n n i i M i c r o s t r u c t u r e s p r o p e r t i e s and r o l l i n g m i l l r e g u ir e m e n ts f o r same a s - h o t - r o l l e d d u a l p h a s e s t e e l s . Con. M e ta ll.
Q u a r t . , T .2 2 , 1983, Nr 4 , s . 4 8 5 -4 9 4 .
h i I r o n and S t e e l I n t e r n a t i o n a l 1981, n r 4 , e . 89-97 .
[9 1 A v ta r B .R . i i n n i t T r a n s . - I r o n - S t e e l INT J a p a n T .2 6 , 1986, n r 9 , s . 8 2 2 -8 2 9 .
[101 Grosman P . i i n n i t S p ra w o z d an ie z p r a c y n - b N r 1 5 /P P /8 4
P o l i t e c h n i k a Ś lą s k a , I n s t y t u t I n ż y n i e r i i M a te r ia ło w e j, K atow ice 1984.
IHPUENCE OP HOT ROLLING PARAMETERES
UPON STRUCTURE AND FROPERTIRES OP M n-Si-C r-M o AHEETS' Summary
The in f h e n c e o f h o t m e c h a n ic a l w o rk in g p a r a m é tr é s upon s t r u c t u r e and m e c h a n ic a l p r o p e r t i e s o f M n-Si-Cr-M o s t e l l s h e e t s hav e been a n a ly s e d i n t h i s p a p e r . The t o t a l e x p e rim e n t was o f 2 3 t y p e . M ethods o f q u a n t i t a t i v e m e ta llo g r a p h y h av e been u se d f o r s t r u c t u r e e v a l u a t i o n and m e c h a n ic a l p r o p e r t i e s w ere e s t a b l i s h e d by s t a t i s t i c t e s t s o f b lo c k in g o u t .
The c a r r i e d o u t a n a l y s i s e n a b le d t o p o i n t o u t th e d i r e c t i o n and f o r c e o f i n t e r a c t i o n f o r t e s t e d p a r a m e te r s o f t e c h n o l o g i c a l p r o c è s and i t s i n f l u ence upon th e s t r u c t u r e and s h e e t p r o p e r t i e s a s w e ll a s t o e s t a b l i s h th e p r o c e s s p a r a m é tr é s w h ich .seem t o be o p tim a l f o r o b t a i n i n g t h e b e s t p r o p e r t i e s .
Wpływ param etrów .« 12?
BJIHHHE IIAPAMETPOB lUIACIHHECKOił IIEEgPABOTKH B rOPSHEM
COCTOHHHH HA. CTPyKTypy H CBOiiCTBA JIHCTOBOii GTAJIH THHA Mn-Sl-Cr-Mo
Peu>ue
Ha ocHOBaHHH łarutaHHpoBaHoro nosB oro sKcnepHMeHia THna 2 3 npoB saea
a H a J iH s b o&h h h. n a p a w e i p o B z u i a o n w e c K o i t n e p e p a ó o i K a b r o p a a e H c o c i o h h h h - B6JIH BHH U o O x a T R K n p H M e H R B M o ro n p H n p o n y c a a , s e u n e p a s y p u K O H n a n p o K a iK H h
cnoco6a ouiaaaeH H a Ba c i p y K i y p y h Kexa.EHUfiCKKe c B O i t c i B a a a c iO B O t ł c T a jt a l a n a M n - S i - C r - M o . ¿ Uh o u b h k h o tp y K i y p u n p H M e H H S a K e z o x K O J tH B e c T s e H K o a K e T a ji^ o r p a < } iR B , a M e x a i n p ie c K i ie C B O fto T B a o n p e ^ e a e a H b c z a T H R e c K H z n p o < 5 a x H a p a c T H z e H H e . n p o B e x e H H u it a H a a a a h o s b o j i i u i o n p e x e x a i B H a n p a B J ie H H e z c z s y B o a x e a o T B H B H c o x a x y e u H x n a p a M e ip o B H a c i p y i c ł y p y a o B o S c T B a h h c t o b a T a x * e o n p e x e x H T i> n a p a M e i p u n p o u e c c a , o C e c n e u a B a c ą e r o n o a y ł e H a e M a T s p a a jio b c T p e C y e u u M z C B O S c T B a u a .
