Способ изготовления проволоки из метастабильных аустенитных сталей

Способ изготовления проволоки из метастабильных аустенитных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1i) 737484

Ф (\

< (" kjj . ™щ (6 l ) Дополнительное к авт. свид-ву

I (22) Заявлено 16.12.77 (2l) 2555415/22-02 (54)М. Кл.

С 21 Q 9/52

С 21 97/14 с присоеринением заявки ¹ (23) Приоритет

Гасударственный камитет

СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 621.785.. : 62-426 (088.8) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 04.06,80

Ю. С. Дубов, Ю. Г, Вираховский, Л. Д. Рольшиков, Я. Б. Гуревич и В. А. Голомазов (72) Авторы изобретения

Белорецкий ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

ИЗ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ АУСТЕНИТНЫХ

СТАЛЕЙ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению проволоки из метастабильных аустенитных сталей.

В современной металлургии большое значение придается получению в готовой проволоке сочетания высокой прочности и пластичности, что повышает конструктивную прочность и надежность и;"амелий ответственного назначения.

Известен способ изготовления стальной проволоки, включающей холодное и теплое волочение, повторяемые многакратно fl) .

Известен способ изготовления проволоки из беэуглеродистых стадей со ста бильным аустенитом, включающий холод« ное волочение на величину больше 80% и отпуск при 950 С (2) Известен способ изготовления прутков и проволоки иэ сталей аустенитно мартенситного класса, включающий горячую пластическую деформацию при 7002 о

800 С, подготовку поверхности к волочению, волочение при температуре на о

20-300 С превышающей температуру точки М Й (температура начала мартенситного превращения в условиях деформации), и окончательную термическую обработку (3)

Все вышеуказанные способы обработки проволоки не подходят для решения проблемы снижения обрывности и повышения стабильности свойств метастабильных сталей, так как относятся к другим классам сталей и не ставят целью получение сочетания весьма высоких значений проч- ности и пластичности. !

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ получения проволоки иэ метастабильных аустенит20 ных сталей, заключающийся в том, что сталь, содержащую 0,2-0,5" углерода и азота, а также свыше 0,5 % хотя бы одного из следующих элементов:

3 737 молибден, хром, марганец„ванадий, ниобий, тантал, вольфрам после закалки на аустенит подвергают теплому волочению при температуре выше то ки Иф но ниже температуры рекристаллизации.

Полученный нестабильный аустенит при нагружении в процессе эксплуатации переходит в мартенсит, в результате чего сталь приобретает следующие свойства: предел текучести 6 =140 2.

200 кг/мм, относительное удлинение о до 15-30% (4) Недостатком указанного способа является низкое качество получаемой проволоки из-за высокой обрывности при теп- 15 лом волочении и низкой стабильности свойств проволоки по длине и, как следствие, низкий выход годного. Причина этого заключается в том, что при закалке заготовки с высокого нагрева сильно падает предел текучести стали из-за гомогенной структуры, отсутствия упрочняющих фаз и низкой плотности дислокации.

При нагреве заготовки перед теплым волочением сопротивление деформации сн и-25 жается дополнительно, причем тем сильнее, чем выше температура деформации.

Это приводит к тому, что при теплом волочении и других видах деформации со значительным растягивающим усилием темп упрочнения недостаточно высок, проволока на выходе продолжает вытягиваться и обрывается. Поэтому теплое волочение приходится вести на низких скоростях (6-30 мlмин - в зависимости от типа стана и диаметра проволоки) и с небольшими обжатиями (14-18%); деформацию нельзя вести в наиболее благоприятном, с точки зрения получения оптимальных свойств готовой проволоки, темперао турном интервале 500-550 С и приходится ограничиваться температурами

460-480 С.

Волочение с большими. суммарными деформациями приводит к высокой кон- 45 центрации напряжений.

В местах неблагоприятной структурой (обезуглероживание, участки мартенсита, микротрещины) или дефектами поверхности эти напряжения приводят к снижению пластических характеристик и стабильности свойств проволоки.

Целью изобретения является повышение выхода годного проволоки из метастабильных вустенитных сталей за счет снабжения обрывностн при теплом воцочении н повьппении стабильности физикомеханических свойств проволоки.

484 4Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения проволоки из Метастабильных аустенитных сталей, включающем закалку и теплое волочецие при температуре выше точки начала мартенситного превращения в условиях деформации МсЗ, но ниже температуры рекристаллизвции, после закалки осуществляют холодное волочепие, а после теплого волочения проводят отпуск в среде, обеспечивающей равномерный прогрев проволоки, с последующим заключит льным волочением; холодное волочение осуществляют однократно с обжатиями 8-15%. Кроме того, отпуск проводят в жидком теплоносителе при о

450-500 С в течение 20-40 мин.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

После нагрева заготовки до 1100о

1200 С ее закаливают путем резкого охлаждения до комнатной температуры, фиксируя в ней аустенитную структуру.

После подготовки поверхности к волочению (травление, известкование и т.п.)заготовку подвергают однократному холодному волочению с обжатиями 8-15%.

Такая обработка приводит к повышению сопротивления металла пластическому течению за счет повышения плотности дефектов кристаллического строения (дислокаций, двойников .деформации и т.п.) и появления небольшого количества, не более 6О/о мартенсита деформации, что дает возможность осуществлять дальнейшее теплое волочение при температуре выше точки 1"1с (оптимальный интервал

500-550 С) без обрывов при скоростях в 1,5 рааа выше, чем без предварительного холодного волочения.

При холодной деформации с обжатиями ниже 8% не достигается необходимого упрочнения заготовки и, кроме того, имеет место большая неравномерность деформации по сечению проволоки. При обжатиях более 15% за счет появления значительного количества мартенсита деформации снижается ресурс пластичности заготовки, что затрудняет последующее теплое волочение с большими суммарными деформациями.

После теплого волочения заготовку отпускают при 450-500 С в течение

20-40 мин в среде равномерного прогрева проволоки, например в расплавленном свинце, что приводит к релаксации пико- ° вых напряжений в местах дефектов и к распаду мартенсита деформации, который

5 7374 может образоваться в участках с черезмерно низкой стабильностью аустенита.

Тем самым повышается пластичность. проволоки и стабильность ее свойств.

После отпуска заготовку подвергают окончательному волочению для получения

I проволоки требуемых размеров и свойств.

Таким образом, дополнительные операции предварительного холодного волочения и промежуточного отпуска снижают обрыв- lo ность проволоки при волочении, позволяют осушествлять деформацию при более высоких скоростях и в оптимальном температурном интервале, повышают пластичность проволоки и стабильность еа свойств15 и, как следствие, повышают выход годного готовой проволоки.

Пример: Сталь двух вариантов (по две плавки каждого варианта) следуюшего состава, %: 0,26 С; 12,3 Cv ; 20

2,1-2,3 Мо; 0,9-1,0 Ми; 1,9-2,0 S 1

6,1-6,2 N и 0,24. С; 8,8-8,9 Сг

3,0-3,1 Мо; 1,3 Ми; 2,05, 8;38,5 Ni в виде заготовок диаметром соответственно 1,35 и 0,67 мм после закалки от 1100-1150 С и подготовки поверхности к волочению (травление, известкование и т.п.) протягивали снача84

Показатели

4,12

3,34

0,6

0,3

0,23

0,19

100

150

0,6; 0,3 скорость теплого волочения, %

170-210

188-212

196-221

206-227

0,6

0,3

Предел прочности при растяжении, кгl мм

170-185

Нет плошадки текучести в 85% случаев

Не менее

186-195

0,6; 0,3

1-17

2-15

1 1-25

12-28

0,6

0,3

Относ ит ел ьное удлинение, % лом волоченпи проволоки в 17-18 раз, повысить скорость теплого волочения на 50%, значительно увеличить относительное удлинение и повысить его стабильность, Кроме того, стабилизируются

Число обрывов на 1 кг проволоки при теплом волочении

Достигаемая относительная

Предел текучести по площадке текучести, кгlмм

М

Условный предел текучести 0,2

Как видно из таблицы, применение описываемого способа изготовления про-" волоки из метастабильных аустенитных сталей по сравнепию с сушествуюшим позволяет снизить обрывность при тепла холодным волочением на диаметр

1;26 и 0,61 мм соответственно с обжатием 13 и 15%, а затем .теплым волочением при 500-550 C на диаметр 0,65 и 0,33 мм в несколько проходов с обшим обжатием 70-75% . Волочение прошло без затруднений.

Полученную заготовку отпускали в рас,о плавленном свинце при 460-480 С в течение 30 мин, а затем без дополнительной подготовки поверхности протяt.èèàëè на готовый диаметр 0,6 мм (холодным волочением). и 0,275 мм (теплым и холодным волочением) соответственно.

Для получения сравнительных данных параллельно проводилось волочение заготовок из тех же сталей по сушествующему способу.

Было испытано 30 образцов проволоки обшим весом 30 кг. На них определялось число обрывов на 1 кг проволоки, скорость волочения, предел прочности при растяжении, предел текучести 5,Т и относительное удлинение 8

Полученные данные приведейы в таблице.

73 и несколько повышаются .значения и 6, Таким образом, исюльзование предлагаемого способа изготовления проволоки из метастабильных аустенитных сталей обеспечивает следуюшие преимушества по сравнению с сушествуюшим способом: возможность устойчивого теплого волочения проволоки без обрывов, повышение скоростей волочения, возможность волочения в оптимальном, с точки зрения свойств готовой IIpoBQJIoKH> температурном интервале; повышение пластичности

I готовой провлоки и стабильности ее свойств по длине.

Все это значительно повышает качество проволоки из метастабильных аустенитных сталей и надежность иэделий из ,иее. формула изобретен ия

1. Способ изготовления проволоки из метастабильных аустенкгных сталей, включаюший закалку и теплое волочение заготовки при температуре выше точки

И4, но ниже температуры рекристал7484 8 лизации, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного за счет снижения обрывности при теплом волочении и повышения стабиль»ности механических свойств, после за» калки осуществляют дополнительно холодное волочение, а после теплого волочения проводят отпуск и волочение на конечный размер.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю ««. ш и и с я тем, что холодное волочение осуществляют с обжатиями 8-15"о.

З.Способпопп.1и2, отли— ч а io ш и и с я тем, что отпуск прово1 дяг в жидком теплоносителе, например в расплаве свинца, при 450-500 С в течение 20-40 мИн.

Источники информации, принятые во внимание при экспергизе

1. Авторское свидетельство СССР № 515805, С 21 Р 7/14, 1975.

2. Патент США ¹ 3311511, кл. 148-12, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР № 499332, С 21 D 9/52, 1974.

4..Патент США № 3488231, кл. 148-12, 1969 (прототип).

Составитель А. Сехей

Редактор Д. Павлова Техред ll. Теслюк. Корректор 10. Макаренко

Заказ 2608/9 Тираж 608 Подписное

ЯЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Payuiczas наб., д. 4/8 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4