Способ термомеханической обработки сталей

 

ОЛ ЙСАЙ;4Е

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ (i i 558949

И АВТОРСКОМУ СВМДБПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеид 22.12.75 (21) 2302132/02 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет (43) Опублиновано25,06.77.Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания 21.09.77 (51) М. Кл.

С 21 3 7/14

С 21 2) В/00

Гоаударвтввнньй нвмнтвт

6вавта Мнннстваа ИР по делан нзобретвннй н атнрьпнй (5З) угу В21.785.78 (088.8) В. В. Сачков, О. К. Ревякина, С. С. Рыжак и B. И. Козловская (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (84) СПОСОБ тЕРМОМЕХДИИЦРСКО

ОВРЛВОтКИ СтАЛИй

Изобретение относится к области горячей обработки сталей н может быть использовано при разработке технологии изготовления деталей из ковачых и катаных прутков сечением до 60 мм низкоуглеро- Ь дистых мартенситных и мартенситностареющих сталей.

Известные способы формирования структуры мартенситностареющих сталей перед

"старением включают обычно закалку (1).

При разработке зтих ° способов не уделяет ся внимания тому, что перед термической обработкой структура должна быть сформирована определенным образом в процессе горячей деформации. Поэтому известные способы термической обработки, налример закалка 820 С, которая считается стандарч ной для мартенситностареющих сталей, мс»гут давать как высокив, так и пониженные свойства в зависимости от структуры полуфабриката.

Известен способ, который позволяет получить определенную структуру в процессе горячей деформации — ВТМО (высокотемпературная термомеханическая обработка), 2 когда горячая деформация.осуществляется при температурах выше А в условиях, предотвращающих рекристаллизацню, с последутощвй немедленной закалкой, отпуском нлн старением (2).

Этот способ позволяет обеспечить равнозврнистую нерекристаллиэованыую структуру кованых и катаных прутков из ниэкоуглеродистых мартенситных и мартенситностареющих сталей, Hci npu этом не достигается тот высокий комплекс свойств, который может быть получен на этих сталях, в этом случае могут быть особенно понижены значения сопротивления хор» розионному и водородному растрескиванию.

Белью изобретения является повышение вязкости, усталостной прочности, сопротивления коррозионному и водородному растрескиванию при некотором повышении прочности низкоуглеродистых мартвнситыых н мартеыситностареющих сталей.

Это достигается путем применения ВТМО и последующего нагрева с нолученнем фазоВонйклепаыного av »HHTQ Apu температурах о

ыа 20-100 С выше температуры Лс и на

558оаа

Таблица 1

Известный (ВТМО старение) 60

180 (ВТМО + 7ВОоС + маргенситное превращение 180-»

40C+ старение

530 С

230

Сравнение свойств мартенситной стайг ному и предлагаемому способу покааано

ОЗХ12Н10МТ после обработки по навеет- в табл. 2. з

70-100 С нйже температуры рекристаллиза цин с последующим охлаждением на мартенсит.

ВТХО поаволяет сформировать требуемую равномерную структуру полуфабриката. Пос ладуюший нагрев с получением фазовонаклепаиногр аустенита приводит при последую4ем мартенснтном превращении к образованию мартеысита, наследующего тонкую структуру этого аустеннта, что обеспечивает вы- 1о сокий комплекс свойств ниакоуглеродистых мартенситных сталей, а для мартенснт

aocrapeumax сталей этот эффект сохраняет ся и в процессе старения при повышенных темцератяэах {50OGOQ C)а i 5

Температура нагрева для получения фазовонаклепанного аусте нита должна. обеспечивать следующие условия: полное превращение в.аустенит (нагрев выше Ас ) гомогенизадию химической и структурной 26 неоднородности аустенита (например;. выравнивание состава аустенита по никелю, хрому растворение интерметаллндо); сохранение максимального аффекта фазового наклала в аустените который тем выше, чем ближе температура нагреча к температуре A . Именно из этих соображений оговорены н температурные пределы нагрева - на 20-100о выше температуры

Ас., ao на 70-100 С ниже температуры 30 о рекристаллиаапии, так как рекристаллнаа« цня полностью снимает положительное влияние фазового ыаклепа на свойства мартенситных и мартенситностареющнх сталей. йля усиления положительного влиянии нагрев с получением фазовонаклепанного аустеннта и последующее мартенснтное превращение могут быть повторены два или три раза.

Для получения фазовонаклепанного аустеннта можно выбрать следующие температуры нагрева: температура рекристаллиаации 850 С, температ уа Ас 720 С, температура нагрева 760 С.

При выборе температуры нагрева под закалку следует учитывать, что для одной и той же стали температура рекристаллизации может .значительно меняться прн переходе к другому методу выплавки. Так, для стали Н18КОМ5Т открытой выплавки с последукнцим вакуумнадуговым перепла.вом температура рекристаллнзации равна о

900 С, а для той же стали, выплавленной в вакуумных печах с последующим электроннолучевым переплавом, температура рекристаллизации может снижаться до 820оС.

Результаты исследования горячекатаного друтка диаметром 18 мм стали Н17К12МБТ йослз предварительной обработки и старения при 530 С приведены в табл. 1.

Таблица 2 ф,, при- 196 С, о кгм/см кг1мм

Способ обработки

113

Предлагаемый (ВТМО + 7 50оС + отпус 500 оС) йо способу ВТМО является необходйй ум условием получения высоких свойств соетаренного или отпущенного мартенсита, образовавшегося иэ фазовонаклепаннсп о аустенита. Если при горячей деформапяя не соблюдаются условия ВТМО, то и закалка из состояния фаэовонаклеяанного аустя нита дает низкие значения характеристик надежности.

Влияние структуры полуфабриката as свойства мартенснтыостареющей стали

ОЗН18КОМВТ и мартенаитяой стали

03Х12Н10МТ приведено в табл. 3.

Таблица 3 ковка при температуре 1100-1200 C+

aazamai7SO С + стао рение 520 С

ОЗН18К9М5Т

ВТМО + закалка 790 С+ старение 520 С

>90 ковка при температуре

1200 С + закалка

750 С + отпуск 500 С

ОЗХ12Н10МТ

0,8

ВТМО + закалка 750 С+ отпуск 500"С

7,0 ных нагрузок, в присутствии коррознонно активных сред и т.д.

Способ термомеханической обработки сталей, преимушесчаенно низкоуглеродистых мартеыснтных н мартенситыостареющих, вклюИзвестный (ВТМО 1 отпуск 600 C) Банные,приведенные в табл. 1 и 2, псфтверждают, что комплекс свойств ниэкоугж родистых . мер юнситных и мартенситноста-, реющих сталей после предлагаемого способа обработки значительно вьппе, чем после

ВТМО, хотя ВТМО рекомендуется как способ обработки сталей, повьнпающий характе- в ристики надежности нри некотором повыше= нии прочности. Этн примеры демонстрируют, что для достижения, sbiepr53 свойств необходимо после ВТМО проведение нагрева с получением фазово икленанного аустенита д5 и последующее мартенситное превращение.

Однако проведение горячей деформации

Приведенные примеры показывают, что применение предлагаемого способа термоме - Ы ханической обработки ниэкоуглеродистых мартенснтных и марте нситностареющих сталей позволит значительно повысить надежость работы этих сталей и различных зкспатацнонных условиях, в условиях перемен-

Формула изобретения чающий горячую пластическую деформацию, совмещенную с закалкой, отпуск или старение, отличающийся тем, что, с целью повышения вязкости, прочности и ус талостной прочности, сопротивления коррьзионному и водородному растрескиванию, после r орячей деформации, совмещенной с закалкой, производят нагрев стали до температуры на 20-100оС выше точки А о С и иа 7О-ХОО С ниже температуры рекрис- таллиэации с последующим охлаждением ка марте нсит.

Источники информапинк, принятые во внимание при экспертизе

1. Потак Я. М. Высокопрочные стали, М., "Металлургия", 1972, с. 116-117., 2. Бернштейн М. Il. Термомеханическая обработка металлов и сплавсв. М., "Метал1О лургия, 1968, с. 22.

Составитель Г. Левченко

Редактор Т. Фадеева Техред< Я, Девнцкая Корректор С. Щанм

Заказ 1623/84 Тираж 693 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгор(д, ул. Проектная, 4