Способ изготовления изделий
,.SU„„1025744
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
- РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3379513/22-02 (22) 12 ° 01.82 (46) 30.06.83 Бюл. и 24 .(72) В ° Н.Гриднев, В..Г,Гаврилюк, И.И.Крымчанский, В.И.Надутое, А.Н.Семавина, Б.П.Ситник и С.А.Терских (71) Институт металлофизики АН Украинской ССР. и Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промывленности (53) 621.785.79(088,8) (56) 1.Обработка давлением авиационных материалов. М., "Машиностроение", 1968, с.69, 131.2. Колпааников А.И., Белоусов А.С., Мануйлов B.Ô. Высокопрочная нержавеющая проволока. И., "Металлургия", 1971, с.13-15, 43-45. (ю C 21 0 9/52 С 21 0 1/ 8 (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ; преимущественно проволоки и ленты из нержавеющих сталей аустени ного класса, включающий аустенитизацию заготовки и холодную деформацию, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повывения пластических свойств изделий, после аустенитизации проводят отпуск при 550-850 С.
1025744
1О
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталепроволочном производстве при изготовлении пружинной и канатной проволоки из сталей аустенитного класса.
Известен способ изготовления холоднотянутой проволоки из сталей аустенитного класса, включающий закалку от температур 1000-1100 С, холодное волочение и заключительный отпуск при 400-500 С (1 .
Нагрев .до высоких температур осуществляют . с целью растворения карбидных частиц и гомогенизации аустенита ° Заключительный отпуск преследует цель вызвать структурные изме" нения в мартенсите, образовавшемся при деформации, что позволяет достичь дополнительного упрочнения проволоки, а также повысить коррозионную стойкость. При холодной деформации сталей со стабильным аустенитвм мартенсит деформации не образуется и применение завершающего от( пуска становится нецелесообразным.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления изделий, преимущественно проволоки из аустенитной стали, включающий аустенитизацию заготовки и холодную деформацию (2j.
Пластическая деформация такой стали вызывает понижение пластичности (числа перегибов и скручиваний проволоки), что ограничивает возможность ее применения для изготовления канатов и пружин сложной формы, где предъявляются высокие требования по пластичности.
Цель изобретения - повышение пЛастических свойств изделий.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий, преимущественно проволоки и ленты из нержавеющих сталей аустенитного класса, включающему аустени-. тиэацию заготовки и холодную деформацию, после аустенитиэации проводят отпуск при 550-850 С по режиму, исклю а чающему выделение второй фазы.
Повышение пластических характеристик под влиянием отпуска объясняется следующим.
При холодном волочении в однофаз ной аустенитной стали образуется ориентированная дислокационная ячеистая структура. В процессе последующего изгиба или скручивания при формировании пружин или свивке каната происходит перестройка этой структуры с образованием бездислокационных каналов деформации, что локализует деформацию и вызывает быстрое разрушение.
Аналогичное явление имеет место и в
I случае, когда в результате больших степеней суммарной, деформации при изготовлении проволоки иэ сталей с нестабильным аустенитом последний полностью переходит .в мартенсит, так как структура также становится однофазной;
Наличие же второй фазы, например, в перлитной стали затрудняет локализацию деформации.
Техническая сущность предлагаемого решения состоит в формировании при отпуске псевдодвухфаэной структу" ры эа счет расслоения / -твердого раствора по элементам внедрения (углерод, азот), замещения (хром, никель, медь, молибден) и. создании таким образом субмикронеоднородностей в пределах однофазной структуры. Имеющиеся после волочения области субмикронеод".. нородности состава, аналогично второй фазе в перлитной стали, препятствуют динамическому возврату и соответственно локализации деформации при смене способа деформирования (изгиб или кручение после волочения), за счет чего устраняется опасность быстрого разрушения. При испытаниях это проявляется как повышение чисел скручива- ний и перегибов.
Параллельно с расслоением твердого раствора при отпуске могут проходить процессы выделения частиц второй фазы - карбидов, карбонитридов, интерметаллидов, что снижает коррозионную стойкость проволоки из-эа обеднения твердого раствора легирующими элементами и усиления электрохимической гетерогенности материала. Поэтому в случаях, когда по условиям эксплуатации от изделий требуется высокая коррозионная стойкость, отпуск приводят по температурно-временному режиму, исключающему образование второй фазы. Возможность выбора такого режима обусловлена тем, что в диапазоне температур 550-850 С расслоение -твердого раствора предшествует выделению частиц второй фазы, причем кинетика . выделения характеризуется достаточ1025744
Режим отпуска перед волочением
Наличие после отпуска второй
Фазы
Вариант
Време нное сопротивление,МПа (кгс/ми ) Число
Наличие расслоения при скручивании скручиваний
2040 (204) 3-4 Есть 500
1 без отпуска (прототип}
2 500С, 15ч
2050 (205} 4-6
2020 (202} 7-8
Есть
Нет
3 550 С, 5 ч
500
Нет
Нет
500
4 600 С, 5 ч
5 690 С, 1 ч
6 690 С, 5 ч
2070 (207) 13" 18 Нет
2040 (204} 11-04 Нет
Нет
500
310
2060 (206} 10-14
Внутри зерен
Нет
2100 Р10}»-Ц
500
У 850C,20с
8 850С. I ÷
Нет
Нет
180
Внутри и 2030 (203} 9"10 по границам зерен
Нет
flo грани- 2030 (203) 4-7 . чан зерен
9 920С, 20 с
200
Есть и р и м е ч а и и е : Образ01ы сняты с испытаний без разрушения. но длительным инкубационным периодОМв
Конкретный режим отпуска выбира-, ют в зависимости от химсостава стали и технологических соображений. В нижней части температурного интервала .0,в00-600 01 отпуск проводят, квк правило., в течение нескольких часов в садочных печах. При температурах
800-850 отпуск проводят, как правило, с выдержками менее 60 с развернутой нитью.
Отпуск при температуре. ниже 550"С неэффективен, так как из-за пониженной подвижности атомов расслоение не проходит в достаточной степени даже при выдержках 15-20 ч.
Выше 850оС расслоение сменяется гомогенизацией аустенита по элементам замещения внутри зерна с одновременной сегрегацией примесей внедре" ния и выделением карбидов по графикам зерен, что снижает как пластичность, так и коррозионную стойкость стали.
Пример . Для определения оптимальных режимов отпуска исследуют
4 аустенитную сталь, легированную хро-. .мом, никелем, марганцем, молибденом, углеродом и азотом, следующего состава,Ф: С 0,2б; Si 0,43; Ип 0,57; Cr 15,4„ Ni 7,48; No 3,0 и 0,0б.
Образцы проволоки диаметром 4,2 мм закаливают в воду, затем подвергают
10 отпуску по различным режимам и протя" гивают на диаметр 1,3 мм. Закалку проводят с температуры 1180 С, что обеспечивает полное растворение избыточных.фаз. Наличие выделений второй фазы (карбонитридов) послеотпуска определяют путем электронно-микроскопических исследований.
На холоднотянутой проволоке опре.деляют механические свойства - вре"
20 менное сопротивление разрыву (испытач ния двухкратные1 и число скручиваний на базе 130 мм { испытания пяти-, кратные,). Кроме того, проволоку испытывают на склонность к коррозион2s ному растрескиванию в 423-ном кипящем растворе хлористого магния при растягивающем напряжении 1800 ИПа
< (180 кГУмм ).
Результаты испытаний приведены в таблице.
Свойства холоднодефорнированной проволоки
Составитель С. Подгурский
Редатор Ю. Ковач Техред О.Неце Корректор В. Гирняк
Заказ 4501/21 Тираж 568 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
3 10257
Приведенные в таблице результаты показывают, что отпуск при 550-850 С
° перед волочениеь (варианты 3-8) обеспечивает повышенйую пластичность холоднотянутой проволоки, а именно увеличение числа скручиваний и нерасслаиваемость при этом виде испытаний. Оптимальные свойства достига.ются при температурах отпуска 600,&60вС (варианты 4-8), причем с по- 30 вышением температуры необходимая длительность отпуска снижается.
Отпуск при температурах ниже 550 С (вариант 2} и виве 850 С (вариант в): неэффективен. Выделение в процессе М отпуска частиц второй фазы (вариант
6, 8,.9 1 снижает коррозионную стойкость проволоки. Если же отпуск проводят порежиму,исключающему такжевыделения (варианты 3-5,7),коррозионная ю стойкость сохраняетсяна высокомуровне.
44 6
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение пластич" ности холоднодеформированных сталей аустенитного класса, что позволяет решить задачу создания высокопрочных коррозионностойкях канатов, пружин и других изделий. Зкономический эффект при внедрении способа будет получен, в частности, за счет повышения срока службы канатов при замене используемых в настоящее время канатов из углеродистых и малолегированных . сталей с низкой коррозионнай стойкостью канатами, из готовленными из высоколегированных сталей со стабильным аустенитом.
Такие канаты могут быть использованы при бурении сверхглубоких скважин, для эксплуатации в морской воде, где требования к коррозионной стойкости особенно высоки.
