Способ обработки стали

Способ обработки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЛГТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнн

Сонйиалистическин

Республик (11) 594190 (6l) Дополнительное к авт. свил-ву -= (22) ЗаявленО 1810.76 (2l) 2413288/22-02 (51) IN. Кл. с ннрисоеаниеиием заявки P6—

{23) Приоритет—

С 21 Х) 1/78

Гоордарнтнннннй KKIKTKT

Сонета ййнннстрон СССР но делан наобрнтнннй н отнрытнй (53) УДК

621 785 79 (088 8) (43) Оттубликовано 25027В. Бноллетеиь p@ 7 (45) Дата опубликования описдцня 020278

P2) Авторы

ИЗО рЕтЕИИя В. К. Бабич, В. A. Пирогов, И. А. Вакуленко и Л,A.Èèõàéëåö

Pl) Заявитель

Институт черной металлургии (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Изобретение относится к термической обработке стали.

Известны способы обработки стали, позволяющие получать в стали сверхмелкое зерно, которое обеспечивает высо- кие пластические и прочностные свойства, высокую хладостойкость, а в условиях деформации при температурах 0,4 температуры плавления и скоростях деформации 10 — 10 сек прояв- то ление эффекта сверхпластичности.

Известны способы обработки стали для получения сверхмелкого зерна путем легирования сталей элементами, образующими мелкодисперсные устойчивые 15 карбиды и путем пластического деформирования с определенными степенями при повышенных температурах с последующим нагревом или без него (1(и )2(.

Известен также способ обработки стали путем многократного осуществленияя ку превращени я (3$

Первые два способа основаны на использовании, с одной стороны,,зародыше-25 вого действия мелкодисперсных частицвторой фазы, а с другой, — на барьерном,:эффекте от частиц, весьма меШ енно укрупняющихся при повышенных температурах. Третий базируется на исполь 30 зовании фазового наклепа при превращении °

Недостатками первого способа является необходимость не только введения в сталь строго определенных количеств того HJiH иного карбндообразующего эле» мента, но и соблюдение регламентированных по времени и температуре условий горячей пластической деформации, обеспечивающих заданную дисперсность специальных карбидов и выделение их в определенном температурно-временном интервале.

К недостаткам второго способа отно« сятся трудность подбора суммарных степеней деформаций и их дробности, температуры деформации, а также последеформационных выдержек, обеспечивающих получение сверхмелкозернистой струк» туры.

Третий способ недостаточно технологичен из-за необходимости многократного повторенияожХ превращения и, кроме того, требует специальных мер, пред отвращаюших коробление изделий, их окисление и обезуглероживанне. наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ обработки стали, включающий горячую пластическую деформацию, 594190

15 0,45% С, закаливают на мартенсит, формула изобретения закалку с высоким отпуском, холодную пластическую деформацию и рекристаллизационный отжиг (4

Недостаток этого способа заключается в том, что после закалки сталь подвергается отпуску при температурах, близких к критическим 700-720 С. При столь высоких температурах отпуска карбидные частицы достигают значительных размеров, а в ферритной матрице начинают проходить процессы рекристалльэации, приводящие к укреплению зерен. Последующая холодная пластическая деформация и рекристаллиэационный отжиг приводят к дальнейшему укрупнению карбидных частиц и росту ферритных зерен.

Структура, полученная по такому

Способу, приведет к снижению склонности к холодному формоизменению н подавлению эффекта сверхпластичности.

Цель изобретения — получение равномерной сверхмелкоэернистой структуры, обеспечивающей повышение склонности к холодному формоизменению и реализации эффекта сверхпластичности.

Это достигается тем, что отпуск после закалки производят ниже температуры рекристаллиэации мартенсита при

400-650 С, а холодную пластическую деформацию осуществляют со степенями

10-40%, при этом нагрев под последующий рекристаллизационный отжиг ведут со скоростью 10-300 /сек.

В зависимости от содержания в "тали углерода температура отпуска может варьироваться. Для сталей с 0,3-0,4% углерода оптимальной температурой отпуска является 400-450 С, а для сталей с 0,8-1,0% углерода — 600-650 С.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что сталь закаливают на мартенсит, отпускают при температуре 400-650 С, затем подвергают холодной пластической деФормации со степенью 10-40% и отжигают при температуре рекристаллизацин. Причем скорость нагрева под рекристаллизацнонный отжиг составляет 10-300 /сек.

Закалка стали на мартенсит и отпуск

О при 400-650 С необходимы для получения. глобулярных карбидов, равномерно распределенных в перекристаллизованной матрице, дисперсность которых регулируется температурой и длительностью отпуска.

Для формирования в стали сверхмелкоэернистой структуры необходимо после отпуска ввести в материал определенный избыток дислокаций одного зна- .ка перед рекристаллизационным отжигом.

Это осуществляется с помощью холодной пластической деформации, а диапазон деформаций от 10 до 40% в сочетании с различной температурой отпуска после закалки позволяет при последующем отжиге получать различный размер ферритного зерна и карбидных частиц. Деформация менее 10% близка к критической и может привести к нежелательному укрупнению зерна. Повышение деформации выше 40% нецелесообразно из-за возможного образования трещин при холодной деформации стали, отпущенной при 400650 С.

Еще одним рычагом, позволяющим регулировать размер зерна феррита, является скорость нагрева под отжиг, которая выбирается исходя иэ температуры отпуска после закалки и степени холодной пластической деформации.

Пример 1.Сталь, содержащую отпускают при 450 С, подвергают холодной пластической деформации с обжигом

20%, а затем отжигают при 650 С, причем нагрев под отжиг ведут со скоростью 20 /сек.

В результате такой обработки размер зерна феррита составляет 3-5 мкм, а временное сопротивление разрыву

60 кг/мм, относительное сужение

72 %.

Пример 2.Сталь, содержащую

0,8% С закаливают на мартенсит отО

t пускают при 600 С, подвергают холодной пластической деформации с отжигом

40%, а затем отжигают при 680 С, причем нагрев под отжиг ведут со скоростью 50 /сек.

В результате такой обработки размер зерна ферркта составляет 1-2 мкм, временное сопротивление разрыву- 75 кг/мм, относительное сужение — 64 %.

Пример 3,Сталь, содержащую

0,8% С, закаливают на мартенсит, отпускают при 500 С, подвергают холодной пластической деформации с обжатием 30%, а затем отжигают при 680 С, причем нагрев под отжиг ведут со скоростью 100 /сек.

45 .

После такой обработки при последующей пластической деформации при 680 С со скоростью 10 сек достигается удлинение 250-280 %, а предел текучести 7-9 кг/мм

Способ обработки стали, включающий закалку с отпуском, холодную пластиМ ческую деформацию и отжиг, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения сверхмелкого зерна, отпуск . производят ниже температуры рекристаллизации мартенсита при 400-650 С, хоЕО лодную пластическую деформацию осуществляют со степенями 10-40 %, а нагрев под отжиг ведут со скоростью 10300в/ сек, Источники информации, принятые во бя внимание при экспертизе

594190

Составитель Г.Шевченко

Техред-И.Климко Корректор П. Макаревич

Редактор Л.Лашкова

Тирам 715 Подписное

Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035,Íîñêâà, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 773/31

ЦНИИП И

Филиал ППН Патент, г.уигород, ул.Проектная, 4

1.Абрахамсон Э.П. Сверхмелкое зерно в металлах, М., Металлургия, 1973, с.82-89.

2.0.2) .$сНе Ьу е1 аИ бе ipta )ееМУPer g i ca 1975, 9, В 5, р. 569-574.

З.Портер Л.Ф.,Дабковски Д.С.Сверхмелкое верно в металлах.М., Металлургия,1973, с.135-164.

4.Авторское свидетельство СССР

М 369152, кл,C 21 9 1/78,1970.