3.6. Дефекти металу, пов’язані з його охолодженням

До дефектів металу, пов’язаних з його охолодженням після прокатки, відносять зовнішні та внутрішні тріщини (флокени). Зовнішні тріщини зазвичай видні неозброєним оком. Вони бувають різної довжини – від дуже малих до дуже великих. Утворюються зовнішні тріщини на металі в процесі охолодження, та дуже часто після охолодження металу (через декілька годин та навіть днів), тому ці тріщини називаються холодними або загартовуючи. Вони іноді бувають неглибокими та нагадують волосовими. Зазвичай вони витягуються в переривисті лінії в напрямі прокатки. Ці тріщини можуть проникати і до центра заготівки, а у мало пластичних сталей спостерігається наскрізні тріщини великих розмірів переважно в кінці заготівок.

Причиною виникнення холодних тріщин є внутрішні залишкові напруги, що виникають в процесі прокатки, а також в процесі охолодження металу після прокатки (теплові та структурні напруги). Чим більша швидкість охолодження після прокатки, тим більш виникаючі при цьому напруги і тим більша вірогідність отримання холодних тріщин.

Однак не всі сталі будуть мати холодні тріщини при швидкому охолодженні їх після прокатки. Наприклад, блюми, сляби та заготівки з низьковуглецевої сталі можна охолоджувати з будь-якою швидкістю, не побоюючись утворення зовнішніх тріщин або якогось погіршення якості сталі. Зазвичай регулюють швидкість охолодження після прокатки блюмів, слябів та заготівок з легованих та високолегованих сталей. Деякі з цих сталей більш схильні до утворення холодних тріщин, інші менш схильні, і в залежності від цього доводиться застосовувати різні методи, що застерігають виникнення тріщин. Найбільш схильними до утворення тріщин є швидкоріжучі, інструментальні високо вуглецеві, інструментальні леговані, високо хромисті, хромонікелієві, хромонікелєвольфрамова та інші марки сталі.

Флокени представляють собою внутрішні тріщини, які можна спостерігати на макро- та мікрошліфах та в злами. Найбільш схильні до утворення флокенів хромонікелева, хромонікелємолібденова, хромиста, марганцева, та ін., сталі мартенситного і перлітного класів. Флокени зустрічаються і в вуглецевих сталях, містять 0,7-1,0% Мn. В сталі аустенітного і ледебуритного класів (швидкоріжучої, корозійностійкої, жароміцної, високо марганцевої та ін.) флокени не зустрічаються.

Найбільш часто флокени виявляють на блюмах, слябах та заготівках, а також на готовому прокаті великих розмірів профілю, що прокатують на великосортних та середньосортних станах.

Для попередження утворення холодних тріщин і флокенів застосовують уповільнене охолодження та термічну обробку напівпродукту. Уповільнене охолодження проводять в штабелях, в тепло ізолюючих матеріалах, в ямах. В якості теплоізоляційних матеріалів застосовують кизельтур, пісок та інше.

В останній час все більш розповсюджене застосування (особливо для флокеночутливих сталей) отримують охолодження в опалювальних печах, що дозволяє проводити ізотермічну витримку в інтервалі найбільш вигідних температур, і тим самим знижують тривалість термічної обробки.

Контрольні запитання:

1. Які заготовки використовуються для прокатного виробництва?

2. Технологія наргівання металу перед прокаткою?

3. Види нагрівальних пристроїв?

4. Режими охолодження?

5. Недоліки та переваги режимів охолодження?

6. Дефекти металу при охолодженні?