Способ термомеханической обработки заготовок из доэвтектоидных углеродистых сталей

Способ термомеханической обработки заготовок из доэвтектоидных углеродистых сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

l

« (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 200378 (21) 2592391/22-02 ) М

С 21 0 7/14 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет.СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300980. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 300980 (5Ç) УДЫ 621. 785. .79 (088.8) К. Ф. Стародубов, В. К. Флоров, К. Я. Децюра, A. Ф. Сиухин; В. П. Колпак и О. С. Хуснд (72) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК

ИЗ ДОЭВТЕКТОИДНЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомеханической обработке стали.

В углеродистых и низколегированных сталях с мартенситно-ферритной 5 структурой прочность и вязкость увеличивается в том случае, если частицы мартенсита вытянуты преимущественно в одном направлении, причем повышение укаэанных свойств прямо tO связано со степенью вытянутости (неравноосности)мартенситных частиц, определяемой отношением длины частицы к ее толщине.

Известен способ термомеханической 15 обработки, включающий нагрев заготовки со скорестью 100 град/с до межкритического интервала температур и деформации со степенью обжатия 50% при этой температуре с одновременной 20 закалкой в валках.

Недостатком способа является пониженная пластичность стали. Наиболее близок к предложенному по технической сущности способ термомеханической25 обработки стали, включающий аустенитизацию стальной заготовки при 900930 С с выдержкой 0,1-0,3 ч, в межкритический интервал температур многократную деформацию при темпера- 30 туре выдержки в межкритическом интервале и закалку с температуры конца деформации.

Недостатком известного способа является то что режим аустениэацин при 900-930 С с выдержкой 0,1-0,3 ч обеспечивает наличиЕ мелких зерен аус-. тенина (Й 0,015 мм), обуславливающих при оптимальных режимах деформации невысокие значения неравноосности мартенситных частиц (и < 7), что приводит к пониженным значениям прочности и вязкости.

Цель изобретения — одновременное повышение прочности и вяэкости стали за счет увеличения рааэмеров исходного аустенитного зерна.

Поставленная цель достигается тем, что по предложенному способу аустениэацию производят при 1000-1400 С с выдержкой 0,5-1,5 ч.

Способ осуществляется следующим образом. Заготовку иэ доэвтектоидной углеродистой стали нагревают до 10001400 С, что способствует интенсивному росту зерен аустенита и выдерживают 0,5-1,5 ч. Нагрев ниже 1000С не обеспечивает необходимого роста зерна, а нагрев выше 1400 С приводит к оплавлению границ зерен, что увели 767222

Известный 0,015 5-7

Предложенный 0,85 14

100-110 1,5 -50

125 5 0 -90 где с ИТк диаметр аустенитного зерна величина неравноосности температура перехода в хрупкое состояние по критерию Oн = 3,0 кгм/см

Составитель A. Соловьева

Уедактор Г. Шевченко ТехредН. Бабурка Корректор N. Шароши

Заказ 7138/24 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал tIIItI "Патент ", r, Ужгород, ул. Проектная,4

1 чивает хрупкость стали. Выдержка менее 0,5 ч также не приводит к получению необходимого хрупкого зерна, а выдержка более 1,5 ч не вызывает дальнейшего роста зерна. Затем заготовку подстуживают до температуры .межкритического интервала, например до 730-780 С, с иэотермической выдержкой, например 0,5-1,5 ч, для полного выделения свободного феррита.

При этом структура заготовки состоит из зерен аустенита, равномерно распределенных в феррите. Количественные соотношения фаз регулируют температурой выдержки в межкритическом интервале. По окончании изотермической выдержки заготовку подвергают многократной пластической деформацйи для вытягивания аустенитных зерен. Степень вытянутости зерен зависит от кратности деформации при постоянной температуре. Возникающая при этом вытянутость возрастает только до определенной величины — пока

I толщина деформируемой аустенитной частицы не уменьшится, до критической, равной диаметру составляющих ее субзерен. Дальнейшая деформация приводит к дроблению вытянутых частиц по границам субзерен, т. е. к общему уменьшению неравноосности (вытянутости) частиц, а следовательно, к сни-жению механических свойств. Критическая толщина частиц зависит только от схемы деформирования и величины

Применение предложенного способа позволяет повысить предел прочности на 12-14% одновременно с повышением ударной вязкости при температуре испытания -60 C более чем в 3 раза; при этом температура перехода в хрупкое состояние смещается с -50 C до — 90С.

В результате несущая способность неравномерности (вытянутости) аустенитных частиц после деформации и находится в прямой зависимости от начальных размеров. Поэтому при оптимальных режимах многократного пласти5 ческого деформирования неравноосность аустенитных частиц при их исходной крупнозернистой структуре в

1,5-2 раза больше неравноосности, создаваемой при исходной мелкозернистой структуре. По окончании деформации заготовку подвергают закалке.

Структура получаемого иэделия состоит из микропластин мартенсита, равномерно распределенных в феррит15 ной матрице.

Пример. Сталь М16С (0,1%) обрабатывали по двум режимам.

Первый (известный способ — нагрев до 900 С с выдержкой 20 мин. подстужи2О ванне до 760 С, выдержка 1 ч, многократная прокатка с суммарным обжатием 80%(при единичном обжатии между проходами 20% и промежуточным подогрео вом до 760 С> закалка в воде) .

Второй (предложенный способ) нагрев до 1150 С с выдержкой 45 мин, подстуживание до 760 С, выдержка 1 ч, многократная прокатка с суммарным обжатием 80% (при единичном обжатии

20% между очередными проходами подогрев до 760 С) и закалка в воду. с

Результаты испытаний приведены в таблице. изделий при пониженных температурах повышается в 2-2,5 раза.

Формула изобретения

Способ термомеханической обработ4 ки заготовок из доэвтектоидных углеродистых сталей, включающий аустенит эацию, выдержку, подстуживание, пластическую деформацию в межкритическом интервале температур и последующую закалку отличающийся тем, что, с целью одновременного повышения прочности и вязкости, аустенизацию производят при 1000-1400 С с выдержкой в течение 0,5-1,5 ч., /