Способ термической обработки немагнитной стали

Способ термической обработки немагнитной стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социанисч 1.,ческим

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к вет. сеид-ву— (22) Заявлено 24.05.79 (21) 2773035/22-02 (51)M. КЛ.

С 21 0 1/78

С 21 D б/04 с присоединением звявки ИЯ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

Опубликовано 230881 бюллетень М 31

Дата опубликования описания 230881 (53) УДК 6 21, 785,,79(088,8) (72) Авторы изобретения

К, А, Малышев, 8,. В. Сагарадзе, A

Н, A. Спивак, О, Г, Соколов и E. М (71) Заявитель

Институт физики металлов уральског центра AH СССР (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

НЕМАГHИTHОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к термичес кой обработке немагнитных сталей и сплавов и может быть применено для немагнитных деталей машин и приборов, в том числе сварных конструкций.

Известен способ термической обработки немагнитных сталей, включающий закалку (11 .

Наиболее близки:л по технической сущности является способ термичес.кой обработки, включающий закалку 23

Иэделия из сталей со структурой

Я-мартенснта обладают важным техно-. логическим свойством — способностью спонтанной релаксации остаточных напряжений в процессе f --Е превращения после обработок, связанных с общим или местным нагревом (сварка, закалка и т,д.).

Недостатком известного способа термической обработки является сравнительно низкие механические свойст ва. Так предел текучести а 0,2 стали Г21С2, имеющей в закаленном состоянии 65% E-мартенсита, составляет 37,4 кгс/мм 2

Цель изобретения — повышение прочностных и пластических свойств не° магнитных марганцовистых сталей, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе термической обработки немагнитных сталей, включающем закалку, после закалки проводят иэотермическую выдержку при 650-:750 С, а затем последующее охлаждение до образования,Я -фазы.

При этом, после изометрической выдержки охлаждение ведут до 25196 С.

Кроме того, после изометрической выдержки проводят циклическую обработку 6 -» g F включакщую нагрев до, :350 С и охлаждение до 30-, -196 С, Иэотермическая выдержка в g -области обеспечивает дисперсионное твердение и одновременно дестабилизацию аустенита относительно ф- )спревращения при охлаждении и -образования

2О с6-мартенсита деформации в процессе испытания механических свойств, Для упрочнеиия предлагаемым способом следует испольэовать старекидие нестабильные стали, нацример сталь типа 20Г18С2Ф. Из-за наличия сильного аустенитнообраэующего элемента углерода количество Е :мартенсита в таких сталях невелико (32Э), Иэотермическая выдержка приводит

ЗО к дисперсионному твердению в реэуль857280 ства, Подобный эффект объясняется тем, что в перенапряженных участках аустенита образуются мартенситные а -кристаллы, что вызывает релаксацию локальных напряжений и повышает коэффициент деформационного упрочнения в этих местах.Это приводит к тому, что пластическое течение распространяется на соседние участки и постепенно в деформацию вовлекается весь объем образца, т,е. мартенситное превращение является механизмом пластической деформации и релаксации внутренних напряжений, Пример. Проводится термическая обработка немагнитной железомар15 ганцевой стали, состав стали: 0,224 С, 17,6% Мп, 2,0Ъ Si, 1,16% Ч.

Слиток весом в 3 кг куют в прутки сечением 12х12 мм, прутки прокатыва.ют при температуре 1150-1 75 С на щ заготовки сечением 8х8 мм, Заготовки подвергают термической обработке, после чего из них изготавливают образцы для испытания механических свойств и определения фазового состава °

Полученные результаты и механические свойства стали 20Г18С2Ф приведены в таблице.

21 20

Закалка от 1175оС, иэотермическая выдержка 700 С - б ч, охлаждение на воздухе 115

54,5 30 5 36,5

Закалка от 1175 С, изотермическая выдержка 700 C - 6 ч, охлаждение до -196 С

118

24 39

Заказ ка от 1175 С, изотермическая выдержка 7ОО С - б ч, обработка по схеме

196 С + 350оС -196 C

75 26 40 иэотермической выдержки. Обработка холодом увеличивает значение ® 0,2 до 63 кгс/мм . Использование эффекта фазового наклепа позволяет достичь предела текучести, равного 75 кгс/мм

2. при этом относительное удлинение составляет 26%, Сталь 20Г18С2Ф, обработанная предлагаемым способом, обладает повыценвьааа характеристиками прочности, при этяи способность к спонтанной релак40 сации остаточных напряжений, возникающих, в частности, в сварных конструкциях, сохраняется

Использование предлагаемого способа термической обработки немагнитных д сталей обеспечивает по сравнению с тате распада пересыщенного твердого раствора аустенита с образованием дисперсных частиц карбида ванадия YC °

Снижение концентрации углерода в аустенитной матрице дестабилизирует ее относительно g6 превращения, проходящего с большей полнотой при последующем охлаждении. Дисперсионное твердение и наличие большого количества с -мартенсита повышают прочностные характеристики стали.

С целью дополнительного упрочнения стали после дестабилизирующей иэотермической выдержки осуществляют обработку холодом для более полного протекания 8 превращения и фазовый наклеп в результате .циклического превращения 8 3ß, такая схема термической обработки предусматривает проведение фазового наклепа как на стали, обработанной холодом, так и охлажденной лишь до +20 С, Изотермическая выдержка также обеспечивает дестабилизацию стали относительно мартенситного превращения при деформации. Благодаря более интенсивному образованию@,-мартенсита при деформации в процессе испытания повышаются пластические свойТермическая обработка

Закалка от 1175 С в воде

Иэ данных таблицы следует, что в результате изотермической выдержки стали 20Г18С2Ф 700 С - 6 ч повьааается значение предела текучести с

36 кгс/мм в закаленном состоянии до 54,5 кгс/мм, при этом пластические свойства возрастают в 1,5 раза и составляют: относительное удлинение

30,5%, относительное сужение 36,5%, упрочнение стали достигается эа счет дисперсионного твердения при 700 С и увеличения количества 6 -мартенсита в структуре стали до 80% (вместо

325 Я -фазы в закаленном состоянии), Количество Я -мартенсита в образцах, I растянутых до разрыва, увеличивается о 12% после закалки до 22% после Б 8 g G ОЯ кгс/мм кгс /мм 4,Ъ 4, 857280

Формула изобретения

Составитель А, Денисова

Редактор В. Лазаренко Техред С.Мигунова Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7152/44 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по,делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж«35, Раушская наб,, д, 4/5 филиал >ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,> 4 известными способами воэможность одновременного повышения прочностных и пластических свойств.

Кроме того, этот способ технологичен, поскольку значительное увеличение прочностных свойств достигается только термической обработкой без применения пластической деформации.

Он в равной степени может применяться для упрочнения листа, проволоки, крупногабаритных деталей, в том числе сварных конструкций. Легко осуществим поточный способ упрочнения листа, проволоки и малогабаритных деталей, Предлагаемый способ термической обработки и;зедполагается применять для упрочнения крупногабаритных свар- ных конструкций иэ немагнитных сталей.

1. Способ термической обработки 20 немагнитной стали, включающий закал" ку, отличающийся тем, что, с целью одновременного повышения прочностных и пластических свойств, после акалки проводят иэотермическую выдержку.при 650-;750oC с последующим охлаждением до образо" вания 6 -фазы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что после изот рмической выдержки. охлаждение ведут до

25т196оС

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что после изотермической выдержки проводят циклическую обработку, включающую нагрев до 350"С и охлаждение до 25-, -196 C.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 259104, кл. С 21 0 1/78, 1970, 2. Ибрагимов Х. М. и др. Вопросы производства и обработки стали. Сборник, 118. Челябинск, 1973, с.168«174,