Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей

Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии , конкретно к термической обработке проката из углеродистых и легированных сталей0 Цель изобретения - повышение прочностных и пластических свойств. Способ включает горячую про- . катку, охлаждение до 730-780 С, знакоперемечный изгиб с отношением диаметра прутка к радиусу изгиба 0,2-0,5 и окончательное охлаждение. Способ позволяет повысить комплекс механических свойств и эксплуатационную стойкость деталей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

lc1)5 С 21 D 8/00

ГОС"..ЯАРСТВЕННЫЙ КОУИТЕТ

ПО ИОЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПСНТ СССР

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779341/02 (22) 09. 01. 90 (46) 15,01.92,Бюл. (2 (71) Институт черной металлургии (72) И.А.Вакуленко, B,А.Пирогов, Л.А.Михайлец и С.И.Таран-Жовнир (53) 621,785,79(083,8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1456473, кл. C 21 D 1/02, 1989.

Заявка Японии 8 63-39544, кл. С 21 D 8/00, 1988. (54) СПОСО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКАТА

ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к чернс и металлургии, в частности к термической обработке проката из углеродистых и легированных сталей, предназначенных для холодной деформации, и может быть использовано при производстве тонколистовой стали специаль ого назначения, подката для холодной высадки.

Цель изобрет ения - пс вышение прочностных и пластических свойств путем создания управляемой структурной неоднородности.

Пример l., Сталь, содержащую, ".:

С 0,29; Si 1,61, Мп 1,2; Cr 1,19;

S 0,003, P 0,031, подвергали горячей прокатке при 1100 С на диаметр 10 мм.

О

11осле этого охлаждали со скоростью

300О С/с до 780 С, далее следовал знакопеременный изгиб — цикл 1 при стношении диаметра прутка к радиусу изгиба 0,5 (радиус изгиба 20 мм). П сле выделения около 61" ферри1а в цессе изгиба следовало охлажд . с !

„„SU„„ 17053.69 А 1

2 (57) Изобретение относится к металлургии, конкретно к термической обработке проката из углеродистых и легированных сталей. Цель изобретения - повышение прочностных и пластических свойств, Способ включает горячую проо . катку, охлаждение до 730-780 С, энакоперем - ный изгиб с отношением диаметра прутка к радиусу изгиба 0,2-0,5 и окончательное охлаждение. Способ позволяет повысить комплекс механических свойств и эксплуатационную стойкость деталей. скоростью 350 С/с до 20 C После работки свойства составили: предел текучески (oz) 1350 Н/мм, временное

I сопротивление разрыву,G ) 1546 H/ìè2

) относительное удлинение (8) 16,53 от носи тельное с ужение (g) 49ь.

Пример 2. Сталь, содержащую, С 0,08; Si 0 95, Мп 1,1; Сг 0 95

0,0029, P 0,003, подвергали горячей прокатке при 1150 С на диаметр о мм. После этого охлаждали со скоростью 310 С/с до 730 С, далее следовал энакопеременный изгиб — 2 цикла при отношении диаметра прутка к радиусу изгиба О, 5 {радиус изгиба 18 мм) .

После выделения около 90 ь ферри та следовало охлаждение со скоростью

365 С/с до + 26 С После отработки получили свойства: б О = 530 Н/мм2, б = 745 Н/мм, Р = 21 ; . = 57,5 .

Пример 3 (прототип). Сталь содержащую, ;: C 0 08; Si 0 95; и 1,1, Сг 0,95; S 0,0029;

Р 0,003 (аналогично прим pv 2), 1705369 подвергали горячей прокатке при

1150 С с 12 мм на диаметр 9 мм, После этого охлаждали со скоростью

310 С/с до 730 С, далее выдержка до выделения 51 еррита и охлаждение со скоростью 365 С/с до 20О С. Свойства составили: предел текучести (Gg Z )

610 Н/ммэ; временное сопротивление разрыву (4 ) 720 Н/мм2, относительное удлинение (8) 8, сужение !Q) 31 .

Пример 4, Сталь, содержащую, . С 0,4; Si 1,6; Мп 1,5; Сг 1,0; S 0,003;

P 0,0025, подвергали горячей прокатке при 1125 С на толщину 5 мм, После этого .охлаждали со скоростью 300 С/с до 730 С, далее следовал энакопере.-ченный изгиб - 1 цикл при отношении толщины листа к радиусу изгиба 0,2 (paдиус изгиба 25 мм). После выделения 611 фероита следовадо охлаждение со скоростью 351 С/с до + 20 С. Свойстваа составили: 6 О> = 1280 Н/мм2, О = 1593 Н/мм Х = 16,53, g =

÷7 . 25

Пример 5 (прототип). Сталь, содержащую, : С 0,4, Si 1,6, Мп 1,5;

Cr 1,0, S 0,003, P 0,0025 (аналогично примеру 4), прокатывали при

1125ОС (степень деформации 43Ф) на диаметр 5 мм. Охлаждение co cKQ ростью 300 С/с до 685 С, выделение

553 феррита, далее охлаждение со скоростьюю 350 С/с до комнатной температуры. Свойства составили: G g — 1200 Н/мм2, (> = 1410ОС; о = 113.

g = 401.

Таким образом, из приведенных примеров следует, что достижение более высокого комплекса свойств отмечает- 40 ся после обработки по предлагаемому способу (примеры 1,2,4) в сравнении с обработкой по способу-прототипу (примеры 3,5)..

Осуществление энакопеременного иэ- 4 .гиба при температурах выделения из аустенина феррита (780-730 С) способствует ускорению указанного процесса выделения феррита и достижению эа счет множественного зарождения более равномерного распределения челких полиэдрических участков ферритной фазы. Сравнительный анализ показал, что чем более равноосные структурные элементы при одинаковой их дисперсности в металле, тем более высокий

55 уровень пластических характеристик.

Таким образом, по сравнению со способом-прототипом обработка по предлагаемому способу приводит к получению повышенной пластичности.

Рассматривая уровень прочностных свойств, получаемый в результате обработки по способу-прототипу, необходимо отдельно рассмотреть две части температурного интервала 780730 С и 730-680 С. После выдержки металла при 780-730 С вплоть до момента начала охлаждения структура состоит из выделившегося феррита и оставшегося объема аустенита, который пос ле охлаждения со скоростью выше критической превращается в мартенсит.

Однако, подвергая сталь деформации даже со степенью обжатия более 401 при температурах превышающих Аг., скоротечность протекающих процессов динамической рекристаллизации практически полностью восстанавливает структуру металла. Поэтому аустенит после охлаждения и далее при выдержке при 780-730 С для выделения Феррита уже освобождается от значительного количества дефектов кристаллического строения, Неодновременность протекания процессов восстановления микроструктуры в отдельных объемах металла наследуется неравномерностью ферритной и аустенитной фазами, приводя к существенной неравноосности и разноразмерности их. Сравнительный анализ показал, что при достижении одинакового уровня прочности металла, обработанного по способу-прототипу, пластичность по способу-прототипу может быть меньше в 1 5-2 раза. Кроме этого, при одинаковой объемной доле мартенсита и неизменности степени пересыщения твердого раствора, диспергирование его участков приводит к росту прочностных свойств.

Диспергирование феррито-аустенитной структуры происходит. за счет цик; лического протекания процессов введения дефектов кристаллического строения при пластической деформации изгибом и протекания рекристаллизационных процессов как в аустените, так и в выделяющемся феррите. После охлаждения со скоростью выше критической получается более мелкодисперсная феррито-мартенситная структура, Рассматривая вторую часть температурного интервала превращения 730О

680 С необходимо отметить, что критическая точка начала перлитного превра17053б9

-ия соо f! "тствует зна«ен>1>. ок:.—

730 С, П<: ?????? ??:;???? f<???? ???? <. ??>«о,. . а> и> пр>; r охлаждение д> /30-6" " привод лт к н-. < лу и<-pлитн <;> <>оевэацен<<я и полу -<ит< формула изобретения

Составитель В.Русаненко

Texpeд Л ° " ;-1. =:

Редактор М.Келемеш

Заказ, 1т2 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ó>f<ãîðoä, ул. Гагарина,101

-„",сори < o-àус т нитную структуру каK

«,с>.од,,у>: для окончательной ферритсмартенситной или бейнитной не возМО л<1О.

По способу-прототипу после выделения 5-60/ ферритной фазы быстрое охла>«де><ие пр><водит к получению феррито-л<артенситной структуры с 95-40: л<артенсита, Cталь с указанным коли— чеством мартенситной фазы обладает довольно н.<зкими пластическими свойствал<и, Оптимальное количество мартенсита или продуктов его распада для получения (наряду с высокими прочностными свойствзми достаточно вьсокой пластичности и вязкости) не должно превышать 20-40, Кроме того, по мере увеличения объемной доли вьделившегося феррита в остающемся аустените увеличивается концентрация растворенных атомов примеси в первую очередь атомов углерода, что приводит после охлаждения со скоростью выше критической к получению мартенсита с повышенным содержанием углерода., При последующем незначительном пластическом деформировании, например после 51-ной деформации, рост пересыщения твердого

35 раствора атомами внедрения íà 1Q-15+ от общего уровня приводит к увеличению предела текучести на 15002000 Н/мм, а предела прочности на 1000-1500 Н/мм . Таким образом, даже некоторое снижение объемной доли мартен:ита по предлагаемому способу компенсируется получением более прочных участков мартенсита.

8 то же время сталь, обработанная по предлагаемому способу при сравнительно одинаковых прочност>ых характеристиках обладает повышенной пластичностью.

Осуществление знзк>ге; . †:> «.гп изгиба с отношениел< тг г <.><<< р<>ката к радиусу изгиба более ),5 приводит к не бходимости создаия де -рмирующего оборудования значительной мощности, При отношении ме <ее 0,2 количество вводимых дефектов кристаллического строения недостаточно для эффектного протекания процессов структурообразования, приводящих к получению полиэдрических мелкодисперсных фаз. Увеличе ние коли чес т ва ци клг в (цикл знакопеременного изгиба состоит из изгиба проката и перегиба в прoTèвоположную сторону и вbfpавнивания до первоначальной формы) более двух приводит к достижению избыточного количества дефектов кристаллического строения, что неизбежно снижает пластичность металла, а менее одного цикла — отсутствие пластической деформации, Таким образом> предлагаемый способ повышает комплекс механических свойств (прочность и пластичность), снимает материагоемкость деталей и увеличивает их эксплуатационную стойкость. Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей, включающий горячую прокатку, охлаждение до 780-730 С, выдержку для выделения феррита и окончательное охлаждение со скоростью выше критической, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных и пластических своиств путем создания струк" !

Турной неоднородности в процессе вы" держки при 780-730 С, прокат подвергают 1-? циклам знакопеременного изгиба с отношением толщины проката к радиусу изгиба, равным 0,2-0,5, а охлаждение со скоростью выше критической ведут до температуры конца мартенситного превращения> далее - на воздухе.