Способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса

Способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ MAtTEHCHTHOrO КЛАССА, включающий нагрев заготовок, деформацию , закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, заготовки нагревают до температуры

COOS СОВЕТСКИХ

ONINMI

РЕСПУБЛИК Ш С 21 D 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ (21) 3442977/22-02 (22) 27.05.82 (46) 30.08. 83. Бюл. Ф 32 (72) О.A. Кайбышев, Г.A. Салищев, A.Е. Бардинов и С.Й. Михайлов. (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,9 517650, кл. С 21 0 8/00> 1976.

2. Бернштейн М.П. Терьюмеханическая обработка сталей и cnnaaos. Т.2, .М., "Металлургия", 1968, с.1024-1026.

„.Я0„„1038369 А (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАБЕВЩИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев заготовок, деформацию, закалку и отпуск, о т л нч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности, заготовки нагревают до температуры Ас„ -(10-50) С, деформируют .при этой температуре со скоростями .10 4 -- 10 с "и степенью

40-70%, после чего ведут нагрев под закалку.

1038369

2О

Деформация при температуре ниже

Дс -50 С сопровождается подавле1 нием процессов рекристаллизации и образованием карбидной строчечнос- 6Î ти. В -то же время резко возрастает усилие деформации. Последующий нагрев, под закалку строчечности не устраняет ) а размер зерен становится больше, чем после деформации в области

Изобретение относится к металлургии. и может быть использовано при обработке давлением нержавеющих сталей мартенситного класса.

Известен способ $1J термомехани" ческой обработки стали, включающий аустенизацию заготовки, подстуживание до температуры )N>, выдержку для выравнивания температуры по. сечению и пластическую деформацию при температуре Мн -(20-40) С.

Недостатком такой обработки является то, что наряду с повышением прочности сталь обладает пониженной пластичностью и ударной вязкостью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки стали мартенситного класса (2), включающий нагрев до 950-1050 С, деформацию на

10-30%, закалку на мартенсит и отпуск в течение 3 ч при 580 С.

Применение данного способа не обеспечивает устранения карбидной неоднородности в нержавеющих сталях и достаточного измельчения зерна,. что не приводит к значительному повышению прочностных свойств по сравнению с обычной термической обработкой.

Цель изобретения — повышение прочности, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, включающему нагрев заготовок, деформацию, закалку и отпуск, заготовки нагревают до температу- 35 ры A<„ -(10-50) С, деформируют до степени 40-70% со скоростью деформации 10 — 10 с ", после чего ведут нагрев под закалку.

При Ас„ †(10-50) С нержавеющая @) сталь обладает феррито-карбидной структурой, причем карбиды расположены, в основном, вдоль границ ферритных зерен. Деформация в этой области температур сопровождается процессами рекристаллизации. Это приводит к формированию мелкозернистой структуры с размером зерен до

5 мкм. После деформации на 30-40% формирование мелкого зерна завершается, дальнейший процесс деформации 50 происходит в условиях сверхпластичности и сопровождается равномерным перераспределением карбидов и устранением карбидной строчечности, которая присутствует в исходных 55 заготовках.

hc1 -(10-50) С из-за меньшей стабильности. терекристаллизованной структуры. Увеличение температуры деформации выше с1 -10 c приводит к росту зерна и снижению свойств стали после термообработки.

Использование скоростей деформации меньше 10 с "способствует уве личению размеров зерна феррита и резко снижает производительность процесса деформирования. Применение скорости деформации выше 10 "с - приводит к увеличению неоднородности микроструктуры в заготовках и к по давлению процессов рекристаллизации второго рода, что требует увеличения мощности дефбрмирующего оборудования, приводит к росту зерна и возникновению разнозернистости.при последующей термической обработке изз а высокой нестабильности структуры.

Использование предлагаемого способа деформации позволяет создавать в нержавеющих сталях. равноосную микроструктуру с высокой структурной и химической однородностью, которая наследуется при последующей термической обработке,в результате чего наблюдается: повышение прочностных свойств стали без снижения пластичности.

Пример. Заготовки из стали

20х13, содержащей,%: С 0,17; С 12,2

МИ 0,27, 5i О, 37; Й4 0,2, q 0,025, Р 0,02, нагревают до 730, 770, 810, 850 С, после чего подвергают деформации до степени 20, 40, 70% в изотермических условиях со скоростями

10 и 10 "с ." Затем заготовки подогревают в индукторе до 1030 С, выдерживают в течение 5-10 с и закаливают в масле. Часть заготовок в исходном состоянии. подвергают, закалке с температуры 1030 С как после деформации при этой темпЕратуре, так и беэ деформации. Заключительной стадией обработки всех заготовок являо ется отпуск при 700 С в течение 2 ч.

Результаты механических испытаний стали, обработанной по таким режимам, приведены в таблице, иэ которой видно, что сталь, деформированная при 770 С (Ac„ -50 С) и

810 С (Ас1 -10 С ) со степенями деформации 40 и 70%, имеет предел прочности (6 ) 85,5 — 87,7 кг/мм предел тек чести (С >Щ65,0 — ;

66,9 кг/мм, что на 8-10 кг/мм выше, чем после обработки по базовому способу (Г =73,0-77,2 кг/мм, (р,g =56,1-57,8 кг/мм и на 1517 кг/мм выше, чем после закалки и отпуска (0+ = 705 кг/мм ", Я> = 49,3 кг/мм ). Эти преимущества позволяют получать обработкой давление иэделия иэ нержавеющей стали мартенситного класса с повышенной прочностью,что позволит снизить вес изделия и увеличить его долговечность. ъе! bl

I — I

:1 о î ch m

3 (« ьД

М «-4 .л-1 М с

Оъ ch ao г ъ

«3 СЧ с о о

1 сЮ t a(I

1 I

Г Ц I(1, 1

I N I

1 («1

I Х I аА с СО

4«4 an аА с

o o

Г4 ЧЪ

I !

1 ! b гс г г

ЧЪ

Ch с

Г аО

m ao о гс с ъО аА

CO Ч:Ъ

«-4 !

Ch с

ОЪ

t ЪО с

ОЪ Ch

l ЧЪ

I си> 1 с

I 1 (1 a0jWt

Г- 1

I . 2: (co о

1 (3(. 1 о

f4 1

1 ь

ГЪ(6 м м с

«-4

CO ЧЪ

«ф в« (Ъ(а«4

CO ъО сч m с с ( аА

4О «Ф с г

Г аА

00 с

СО (а 1

3 аА с

ОЪ СО

ЧЪ

4ГЪ с о

4Ъ(1О аА с о а

4ъ(аА

1<ч an rl ю с с с

О Ch О ЛЛ

CO aA CO O о м с

М аО

44Ъ о с о

%-4 Ю с

ЧР

4О \O о

t ж с

1 !

1 аА с

ОЪ

«-(аА с о

СЧ ЧЪ аА с

4Ъ(м

5 о

t ЧЪ с о о

CO ЪО о м с с

aA (an 1 Х I

1 I!

04.1 (ф о(1 о

Ф о

1(t о

Ю с

Ch CO

«-4 ЧЪ о с

Ch ЧЪ

«-4 Ч1

l

1

I

1

I о м с с м е

00 ЧЪ

1О М с

Ch ОЪ

LA!

1

1

Х

g 1-4 ао.И (« о

ta! а

И с

zu ав о

В Ю

Р(«-4

oz (а о

Ц 1

1

1 !

1

l

l и

Оо а Ю ом

ЧЪ + и ио о

Ю rl

«.4 I

СО

Й 0(U

t «б а и

О ° а о

О ОЪ м (4> и ас

О ио

0 О

O aA

О 1 т, и с и а.

В»

Й 3

l6 l и I а I 1 о

Е 1

Ф I

Ц 3 I

В I

Д I 1 (« l I

O1

Я t 1 о

Х I I

u t

1 1

1 I

1 I

I I

1 I

1 t

1 I

1

1.,4.

I 4 ! о

I «-4 I

1

3 1 I ! 1 («

1 I Х

О (ЬЬ( в —— ф 3 1

Ц 1 1 daa ! с

att I 1 4;>!Д- I

I (- 1.

u t

l I x

1 I

1 I вЪ (( о( à — + — (4в 1 с !

1 Ь! Э-1

1- — — -3

1 (« х с

1 !aOô

I

1038369. о 4 Оъ m

CO «"4 а-4 ( с ° с с

aA aO cO (aA (», aA

ЧЪ ГЧ e 4Ч . ОЪ с с аА й) W ЧР Ch

СО ЧР CO Ч) (an с

ОЪ

ЧЪ

«-4 аО

%-4

Ch аА

1038369

Составитель A. Денисова

Редактор Н. Кешеля Техред К.Мыцъо Корректор В. Вутяга

Заказ 6146/27 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Использование предлагаемого способа позволяет повысить предел прочности и условный предел текучести в нержавеющих сталях мартенситного класса на 10-12% по сравнению со свойствами, получаемыми. по базовому способу, и на 18-20% по сравнению с обычной закалк4й и от пуском, которые используются после горячей деформации сталей данного класса. Эти преимущества позволяют получать обработкой давлением иэделия из нержавеющих сталей мартенситного класса с повышенной прочностью, способных переносить нагрузки большие, чем ПЬсле обработки по базовому способу. Снижение тем ературы деформаций способствует повъмению стойкости деформирующего инструмента.