Способ термической обработки слитков

Способ термической обработки слитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОО3 Соаетснни

Соцналмстмчесннк

Республмл

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и905297 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.02.80 (21) 287 79 37/22-02 с присоединением заявил М (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 18.02.82 (S3)M. 9(л.

С 219 1/78

Веуаерстееиьй квинтет

CCCP

Ie аваев веебретенвй н еткрытвЮ (53) УДК621.785. .79(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Демченко, К. К. Жцвнович, С. И. Белорусов, Н. A. Пономарев, М. A. Лойферман, Г. И. Мартышко, Ж.Г. Калинин и П.Ф. Нижниковская (7l ) Заявитель

S г

& «, && (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛИТКОВ

Изобретение касается термической обработки слитков из сталей лецебуритного класса и может быть использовано . для повышения уровня технологической пластичности быстрорежуших сталей при горячей деформации.

Известен способ ступенчатой высокотемпературной обработки слитков инструментальных сталей с целью уменьшения карбицной неоднородности и повышения

1О пластичности. Согласно способу холодные слитки поцвергвются ступенчатому нагреву цо температур нв 20-ЗООС ниже температур неравновесного солицуса, выдерживают при этих температурах 2 ч, ох15 лажцают цо температуры горячей деформации, выцерживают при этой температуре 2 ч, затем подвергают цеформвции или замецленно охлвжцают Ы

Недостатком этого способа является опасность перегрева и пережогв слитков при выдержке в области поцсолицусных температур, что может привести к снижению пластичности и, вслецствие ствбилнзадии карбидной фазы, ухудшить служебные свойства стали. Кроме гого, способ ха- рактеризуется большой потерей металла на окалинообрвзоввние и ограниченность промышленного применения из-за отсутствия специального термического оборудования (например, в метоцических нагревательных печах и обычных термических печах этот процесс осуществить нел зя).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ термической обработки слитков из быстр режуших сталей, относяшихся к лецебуритному классу, включающему замедленное охлаждение с температуры крисгяллизации и послецуюший изотермический отжиг по режиму: нагрев выше Ас, на 2060 С, выдержку, охлаждение со скоросо тью 40 грац/ч цо 750 С, выдержка цо завершения распацв аустенита и послецуюшэе охлаждение с аналогичной скоростью до 300 C (2 3

Нецоств1ок известного способа зеключается в том, что он не обеспечивает су

97 4 чего нагревают цо 720-740оС и выдерживают по завершения перлитного превращения, нагревают цо 1e, +(40-190) С и охлаждают цо температуры изотермического отжига.

Прецварительная перлитизяция слитков предотвращает проявление структурной наследственности при нагреве их в аустенитчую область, благодаря чему - " превращение протекает с фазовой перекристаллизацией, привоцящей к измельчению первичного зерна яустенита и формированию однородной зеренной структуры твердого р ас твор а.

Температура выдержки в процессе замедленного охлаждения M > +(200-400) С обусловлена тем, что ниже Мн+200 С о возможно начало мартенситного преврашеи я в ликвационных участках, а выше

M +400 Ñ резко уменьшается температурный грациент, стимулирующий выравнивание температуры по сечению слитка.

Нагрев до 720-740 С и выдержка необО хоцимы цля завершения лерлитного превращения переохлаждениого аустенита. Повышение температуры аустенизации при отжиге подс +(40-190) C обеспечивает интенсивное протекание карбидных реакций во вторичных карбицах, в результате чего их фазовый состав становится более одноропным. При этом также ускоряются пооцессы распада метастабильных автектических карбицов MSyC при нагреве поп горячую цеформацию, что улучшает их пластические свойства. Температура аустенизации Acg+(40- 190) С выбрана исо хоця иэ того, что, во-первых, в зависимости or марки быстрорежущей стали меняется устойчивость карбидных фаз и их превращение протекает при разных температурах. Например, в стяли Р6М5 карбидное превращение вторичных карбицов интенсивно развивается при темпера å Ась+140-80)ОС а пля яста

Р6МЗФЗ, имеющей более устойчивые карбицы, требуется температура 5++90 С и

Ь выше. Во-вторых, температура отжига должна обеспечивать высокую диффузионную поцвижность атомов углеропа и карбицообразующих элементов, участвующих в карбидных реакциях, но не вызывать опасности перегрева стали. Верхняя граница выбранного интервалаМсъ+190 С на

О

10ОоС ниже температуры неравновесного солипуса и не вь.зывает опасности перегрева стали. Повышение температуры аустенизапип более 4Ф. +190 С увеличивает пластичность, номожет привести к перегреву литой стали в ликвационных участПоставленная цель цостигается тем, что согласно способу термической обработки слитков, включающем замедленное охлажцение с температуры кристалтизации и иэотермический отжиг, в процессе замедленного охлаждения слитки выдерживаю т при М и +(200-400) оС по выравнивания температуры по сечению, после

3 9052 щественного повышения пласт о;н.сти литой стали и улучшения пеформируемости слитков при горячей обработке пявлением. Это связано с низкой температурой аустенизации и проявлением структурной наслецотвенности при образовании аустенитa в процессе нагрева холоцных слитков, имеющих после замецленного охлажцения мартенситную или мартенсито-сорбитную структуру. Температура аустениэации 860оС при изотермическом отжиге нецостаточна цля развития циффузионных процессов, контролирующих карбидные реакции в метастабильных вторичных (матричных) карбипах MQ

В случае проявления структурной наслецственности в слитках, имеющих исхоцную мартенситную или сорбито-мартенсит- ную структуру B результате грациентного нагрева в промышленных печах формируется неоднородная аустенитная структура.

Это связано с тем, что при определенных скоростях нагрева в участках с мартенситной структурой аустенит образуется по беэпиффузионному механизму с восстановлением исхоцного зерна, а в участках с сорбитовой структурой фаэовое превращение сопровожцается перекристаллизацией (нормальный механизм) с образованием мелкокристаллического яустенита, B результате этого при нагреве поп пластическую цеформацию в слитках созцаются области с различной циффузионной способ49 ностью и различными свойствами тверцого раствора.

Как фазовая, так и структурная неоцнороцность вызывает неравномерность микропеформаций и рекристаллизационных процессов и ухудшает пластичность стали при горячей обработке цавлением.

Цель изобретения — повышение технологической пластичности при горячей обработке давлением.

5 905 ках. Кроме того. охлаждена. литой стали цо этих температур препятствует релаксации структурных дефектов кристаллизации н понижает устойчивость аустенита в перлитной области.

В результате термической обработки литой быстрорежушей стали (слитков) по предлагаемому способу достигается выравнивание фазового состава матричных карбидов, измельчение первичного зерна аусте- 0 нита и понижение термической стабильности эвтектической карбидной составляюшей.

В комплексе эти факторы повышают циф4узионную. способность матрицы, способствует.более равномерному протеканию микродеформаций в металлической основе и эвтектических карбидах в результате чего возрастает обшая пластичность стали и уЛучшается цеформируемость слитков.

ПрецлагаемыЯ способ опробован на сталях Р6М5, Р6М5К5, Р6М5ФЗ и цр.

В лабораторных условиях выплавляют и отливают в квацратные слитки лабораторные плюки стали Р6М5К5 массой

50 кг. Извлеченные из изложниц слитки поцвергают термообработке по известному и по предлагаемому способу. Затем иэ них изготавливают образцы и испытывают на горячее кручение на установке

СМЗТ-10т. Температура испытания— 1 160 С, выдержка 20 мин. Пластичность стали характеризуют числом оборотов до разрушения образца. Результаты испытаний показывают, что применение термообработки литой стали по прецлага35 емому способу повышает ее пластичность на 30-40%.

В промышленных условиях по прецлага» емому способу провоцят термообработку слитков массой 1150 кг сталей Р6М5К5, Р6М5 и Р6М5ФЗ промышленных плавок, После стриплерования слитки помешают. в поцогретую термическую печь емкостью

25 т, выцерживают 2 ч при 400-500 С, повышают температуру цо 720-740 С, 0

$S вьшерживают цля пеолитизации 8 ч, затем

297 .6 повышают температуру до 920-9700С (в зависимости от марки стели), вьщерживают цля аустенизацни 6 ч, охлаждают цо 740+20оС, выцерживают 6 р и окончательно охлаждают с отключенной печью

8 ч. Часть плавок подвергают термообработке по предлагаемому способу с разделением операции перлитизации, что повышает технологичность процесса и придает ему необходимую маневренность, и цоследуюшего отжига в условиях 1йрояэвоцства.

Применение предлагаемого способа для термической обработки слитков промышленных плавок сталей Р6М5, РВМ5ФЗ и Р6М5К5 позволяет повысить выход гоаного на блюминге на 5,8 и 12% соответственно.

Формула изобретения

Способ термической обработки слитков преимушес твенно из сталей ледебуритного класса, включаюший замецленное охлажцение с температуры кристаллизации и изотермический отжиг, о т л и ч а ю « ш и и с я тем, что, с целью повышения технологической пластичности при горячей обработке давлением, в процессе замедленного охлаждения слитки выдерживают при

Ис точникн информ ации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свицетельство СССР

N. 281514, кл. С 212 1/78, 1968.

2. Райцес B. Б. Термическая обработка на металлургических эавоцах. Метanлургия, 197 1, с. 14-18.

Заказ 293/38

Тираж 586 . Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород„ул. Проектная, 4

Составитель А. Секей

Редактор В. Бобков Техрец II Пекарь Корректор М. Коста