Способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса

Способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ НАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев стали вьппе Ас, , деформацию со скоростями 10 -10 ., отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, нагрев ведут до температуры Ас,-(Ас, ), а деформацию ведут в интервале температур Асд-(Ас,) - CACf-100). 2. Способ по П.1, отличающийся тем, что деформацию ведут прокаткой за три прохода с обжатием по 20-25% за каждый последующий проход и суммарной степенью обжатия 50-75%.

COOS СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(Я) С 21 0 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Е 4OTOPOKOMV ЕЕИЕЕТЕПЬСТВУ

y,, S,". Pfg 4< .P(»

Е .4. 444

)

Е

Е

* . ° ОГЕ4 а ..1й.", ,р„, у Ь ЕЕЕ:-"

О- ОЕ» (2.1) 3562455/22-02 (22) 10.03.83 (46) 07.05.84. Si . ((.17 (72) О.А. Кайбышев, Г.А. Салищев, С.И. Михайлов и А.Е. Бардинов, (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621.785.36(088.8) (56) 1. Быстрова Н.А. и др. Сверхпластичность коррозионно-стойкой стали

15Х18Н 12С4ТЮ.-Известия ВУЗов, сер.

"Черные металлы", 1980, Ф 11.

2. Ксензук Ф.А. и др. Производство листовой нержавеющей стали. М., "Металлургия™, 1975. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ИАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев стали выше Ас,, деформацию со скоростями 10 -10 с 1, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, нагрев ведут до температуры Ас -(Ас +30 С), а деформацию ведут в интервале температур (Ас -(Ас1+30 С)) - (Ас(-100).

2. Способ по п. 1; о т л и ч а юшийся тем, что деформацию ведут прокаткой за три прохода с обжатием по 20-25Х за каждый последующий проход и суммарной степенью обжатия

50-75Х.

1090735

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

Основным условием проявления 5 сверхпластичности у металлов и сплавов является наличие мелкозернистой структуры.

Известен способ получения мелкозернистой структуры в стали, заключающийся в холодной деформации ее до больших степеней обжатия (91Х) и последующем отжиге при 820-870 С в тече0 ние одного часа. В результате такой обработки сталь имеет мелкозернистую структуру с размером зерна

1-3 мкм (1). Недостатком этого способа является необходимость предварительной деформации металла в холодном. состоя- 20 нии, что требует больших усилий и трудно осуществимо на крупногабаритных заготовках.

Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, включающий нагрев стали выше Ас1, деформацию со скоростями 10 -101 с 1 (2j .

Применение данного способа не 30 обеспечивает достижение измельчения зерна до величины, при которой сталь проявляет сверхпластические свойства.

Целью изобретения является повышение пластичности стали. .35

Цель достигается т м, что согласно способу обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, включающему нагрев стали выше Ас,, деформацию со,скоростями 10 -101 с, на- 40 грев ведут до температуры Ас4-(Ас1+ .1+ 30 С),а дефорйацию ведут в интервале температур Ас1 -(Ас1+30 С)1 (Ас„1,00) . (45

Деформацию ведут прокаткой за три прохода с обжатием 20-25Х за каждый последующий проход, причем суммарная степень обжатия составляет 50-. 75X.

Исходная структура стали после обычной прокатки в аустеннтной области представляет собой мартенситную структуру с включением карбидов в ос- . новном вдоль границ бывших аустенитных зерен. Нагрев в область Ас1 -Ac4+

ФЗО С переводит сталь в трехфазное состояние с составом: феррит+аустенит+карбиды, причем нагрев не только не увеличивает размер зерна, но и частично способствует его измельчению за счет выделения аустенита. Деформация в этой области и прн более низких .температурах (до Ас1-100ОС) сопровождается процессами рекристаллизации, фазовых превращений и коагуляции карбидов. Наложение этих процессов приводит к формированию в стали мелкозернистой ферритокарбидной структуры. Причем размер зерна феррита становится соизмерим с размером карбидов, и сталь приобретает структуру типа "микродуплекс". Снижение температуры нагрева и деформации приводит к подавлению процессов рекристаллизации, снижает интенсивность диффузионных процессов коагуляции, увеличивает неоднородность микроструктуры, снижает пластичность стали, что вызывает растрескивание стали в процессе деформации. Увеличение температуры нагрева выше Ас +

ФЗУС и применение степеней деформации менее 50Х не позволяет получить в стали достаточно мелкое зерно.

Исследование влияния степени деформации показало, что увеличение степени деформации выше 70Х нецелесообразно, так как не происходит дальнейшего измельчения зерна.

Уменьшение скорости деформации ни-1 же 10 с снижает производительность процесса и увеличивает время контакта заготовок с деформирующим инструментом, что, учитывая подстуживание, ведет к формированию весьма неоднородной структуры..

Использование скоростей выше 10 с

1 повышает неоднородность микроструктуры в заготовках и подавляет процессы рекристаллизации, что требует повышения мощности деформирующего оборудования и приводит к образованию металлографической текстуры.

H p и м е р. Заготовки ф 20 мм из стали 20Х13 химического состава,X:

0,17 С, 12,2 Cr, 0,27 Ifn, 0,37 Si, 0,2 Ni 0,025 S и 0,02 Р нагревали до .820, 850, 880 и 950 С и прокатывали на вальцах С-151 за три прохода с суммарным обжатием 30,50 и 70Х и скоростями деформации 10 с 1 и 10 с 1.

Температура конца прокатки составля-. ла 720-8(N C.

Результаты металлографических исследований (размер зерна) и механических испытаний при 800 С и скорости деформации 5 10 с 1(стали 20Х13) приведены в таблице.

1090735

1

I

I !

3 о

I сЧ !

) а !

I

1

I

1

1

1!

1 !

1

1 о и!

1

I О л л

1 с а»

1 !

I

1 с ) л л о с 3 .1

I. ю с ъ сО

l

I

I

I !

)

1

)„ I

I

1 рi I

) 1 1 (о е

)

I !

1

I о) с

1!

1

I

1I

I !

1

I

I

I, Ю сО

I

CV л

I.1 I

1 !

I !

Ch

I

1 1

t !

1

1

1 ( о а(!

I.I

1

1

I !

l сч л

Ф

I C>

I

1

1

1

1

) I

--- 1 о,( с 1

I

1 л

1 О

I сЧ сч . 1

В Ф

1 аю

I

1 !

I .! а

1

I л

Iw Ъ

Ю о о ( о и ь о о с а +

OO

V,оо О сЧ

C) сО +

CO

V о л

Д\

1

1 .! о Ч

I.

I

) 1

I

1

1

I

) I.

1.

I.

1.

1

I !

Ф

) I

)

);

l, I

I

I

1

1

1

1.

t

I

В 1

5 о) сб tt 1

3 I

О с61 о (с()

° 9 Ф )

0(а I

Г» 1 сб )

s4 A I

В

Ф Ф 1 (»

Ф V I (- о)

o):(л

I л о

° I

1 !

t

Щ

° Ь в ) с» л сч I с

I сч I

1 . сЧ I

I - l

1 (l I

I 1 I

I 1 и 1 I

1090735

1

I сл ю

1 сс)

1

I в

О1 л

С«1

С С

Ж

Ch

С«Ъ

lib

СГ) I с"1

СМ

IFl

° « сч

C) 1

1

1 . I

I

I

1

I л

° «

1

11

1 о

1

1

1

1

1

1 —.— и

»4 !

1 ! ! .1

С.Р

C) 1 00

gI ц>1

» т

Q I х! ц! О о! дl

С4 о

8«1

А

1» 1 о

9 о

Х

1

1

1

5 о

Ф Ц I

3 1

g4 C I о ю

«Я«Q I

Ф Р, I

Ц c» I сб I л х х

Э Ф 1

1 э v

1- о

v a

1 сп

I 1

1 1 а 1

I .I

I I

I 1 СХ)

1 л

О 1 с"

I ссЪ 1

1 q 1

I 1, 1 1

1 1

I 1

I л сс1 1 .сс

1 с1 1 с!

I 1

1 I

X I м

° ) 1" О . С»О !

1090735

Составитель А. Денисова

Редактор В. Данко Техред А. Кикемваей Корректор А.Тяско

Заказ 3017/24 тираж 540 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

Как следует из таблицы, сталь,, деформированная после нагрева до 820 и 850 С (Ас.1 н Ас1+30 С) со степенями деформации 50 и 70Х обладает микроструктурой с размером зерна 1,5-3мкм и показывает высокие пластические свойства во время деформамии при

800 С (о"220-250X), что в 2-3 раза выше, чем после обработки по базовому способу, а также. более низкие

1О напряжения течения (б=3,9-4,6 кг/мм ), чем после обработки по базовому спо .собу (б, 1-7,4, ).

ММ

Использование предложенного спосо" 1 ба позволяет получать в нержавеющих сталях мелкодисперсную структуру с размером зерна 1-3 мкм. Сталь с такой структурой при 800 С обладает пластичностью 220-250Х, что в 2-3 раза выше, чем после обработки по базовому способу, при этом напряжение течения ниже в 1,5-2 раза. Эти преимущества предложенного способа позволят изготавливать обработкой давлением сложнопрофильные иэделия из нержавеющих сталей с повышенным коэффициентом использования матЬлла.

В то же время снижение напряжений течения и температуры горячей деформации позволит резко повысить стойкость штамповой оснастки.