Способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса
СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ MAtTEHCHTHOrO КЛАССА, включающий нагрев заготовок, деформацию , закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, заготовки нагревают до температуры
COOS СОВЕТСКИХ
ONINMI
РЕСПУБЛИК Ш С 21 D 6/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ (21) 3442977/22-02 (22) 27.05.82 (46) 30.08. 83. Бюл. Ф 32 (72) О.A. Кайбышев, Г.A. Салищев, A.Е. Бардинов и С.Й. Михайлов. (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,9 517650, кл. С 21 0 8/00> 1976.
2. Бернштейн М.П. Терьюмеханическая обработка сталей и cnnaaos. Т.2, .М., "Металлургия", 1968, с.1024-1026.
„.Я0„„1038369 А (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАБЕВЩИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев заготовок, деформацию, закалку и отпуск, о т л нч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности, заготовки нагревают до температуры Ас„ -(10-50) С, деформируют .при этой температуре со скоростями .10 4 -- 10 с "и степенью
40-70%, после чего ведут нагрев под закалку.
1038369
2О
Деформация при температуре ниже
Дс -50 С сопровождается подавле1 нием процессов рекристаллизации и образованием карбидной строчечнос- 6Î ти. В -то же время резко возрастает усилие деформации. Последующий нагрев, под закалку строчечности не устраняет ) а размер зерен становится больше, чем после деформации в области
Изобретение относится к металлургии. и может быть использовано при обработке давлением нержавеющих сталей мартенситного класса.
Известен способ $1J термомехани" ческой обработки стали, включающий аустенизацию заготовки, подстуживание до температуры )N>, выдержку для выравнивания температуры по. сечению и пластическую деформацию при температуре Мн -(20-40) С.
Недостатком такой обработки является то, что наряду с повышением прочности сталь обладает пониженной пластичностью и ударной вязкостью.
Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки стали мартенситного класса (2), включающий нагрев до 950-1050 С, деформацию на
10-30%, закалку на мартенсит и отпуск в течение 3 ч при 580 С.
Применение данного способа не обеспечивает устранения карбидной неоднородности в нержавеющих сталях и достаточного измельчения зерна,. что не приводит к значительному повышению прочностных свойств по сравнению с обычной термической обработкой.
Цель изобретения — повышение прочности, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, включающему нагрев заготовок, деформацию, закалку и отпуск, заготовки нагревают до температу- 35 ры A<„ -(10-50) С, деформируют до степени 40-70% со скоростью деформации 10 — 10 с ", после чего ведут нагрев под закалку.
При Ас„ †(10-50) С нержавеющая @) сталь обладает феррито-карбидной структурой, причем карбиды расположены, в основном, вдоль границ ферритных зерен. Деформация в этой области температур сопровождается процессами рекристаллизации. Это приводит к формированию мелкозернистой структуры с размером зерен до
5 мкм. После деформации на 30-40% формирование мелкого зерна завершается, дальнейший процесс деформации 50 происходит в условиях сверхпластичности и сопровождается равномерным перераспределением карбидов и устранением карбидной строчечности, которая присутствует в исходных 55 заготовках.
hc1 -(10-50) С из-за меньшей стабильности. терекристаллизованной структуры. Увеличение температуры деформации выше с1 -10 c приводит к росту зерна и снижению свойств стали после термообработки.
Использование скоростей деформации меньше 10 с "способствует уве личению размеров зерна феррита и резко снижает производительность процесса деформирования. Применение скорости деформации выше 10 "с - приводит к увеличению неоднородности микроструктуры в заготовках и к по давлению процессов рекристаллизации второго рода, что требует увеличения мощности дефбрмирующего оборудования, приводит к росту зерна и возникновению разнозернистости.при последующей термической обработке изз а высокой нестабильности структуры.
Использование предлагаемого способа деформации позволяет создавать в нержавеющих сталях. равноосную микроструктуру с высокой структурной и химической однородностью, которая наследуется при последующей термической обработке,в результате чего наблюдается: повышение прочностных свойств стали без снижения пластичности.
Пример. Заготовки из стали
20х13, содержащей,%: С 0,17; С 12,2
МИ 0,27, 5i О, 37; Й4 0,2, q 0,025, Р 0,02, нагревают до 730, 770, 810, 850 С, после чего подвергают деформации до степени 20, 40, 70% в изотермических условиях со скоростями
10 и 10 "с ." Затем заготовки подогревают в индукторе до 1030 С, выдерживают в течение 5-10 с и закаливают в масле. Часть заготовок в исходном состоянии. подвергают, закалке с температуры 1030 С как после деформации при этой темпЕратуре, так и беэ деформации. Заключительной стадией обработки всех заготовок являо ется отпуск при 700 С в течение 2 ч.
Результаты механических испытаний стали, обработанной по таким режимам, приведены в таблице, иэ которой видно, что сталь, деформированная при 770 С (Ac„ -50 С) и
810 С (Ас1 -10 С ) со степенями деформации 40 и 70%, имеет предел прочности (6 ) 85,5 — 87,7 кг/мм предел тек чести (С >Щ65,0 — ;
66,9 кг/мм, что на 8-10 кг/мм выше, чем после обработки по базовому способу (Г =73,0-77,2 кг/мм, (р,g =56,1-57,8 кг/мм и на 1517 кг/мм выше, чем после закалки и отпуска (0+ = 705 кг/мм ", Я> = 49,3 кг/мм ). Эти преимущества позволяют получать обработкой давление иэделия иэ нержавеющей стали мартенситного класса с повышенной прочностью,что позволит снизить вес изделия и увеличить его долговечность. ъе! bl
I — I
:1 о î ch m
3 (« ьД
М «-4 .л-1 М с
Оъ ch ao г ъ
«3 СЧ с о о
1 сЮ t a(I
1 I
Г Ц I(1, 1
I N I
1 («1
I Х I аА с СО
4«4 an аА с
o o
Г4 ЧЪ
I !
1 ! b гс г г
ЧЪ
Ch с
Г аО
m ao о гс с ъО аА
CO Ч:Ъ
«-4 !
Ch с
ОЪ
t ЪО с
ОЪ Ch
l ЧЪ
I си> 1 с
I 1 (1 a0jWt
Г- 1
I . 2: (co о
1 (3(. 1 о
f4 1
1 ь
ГЪ(6 м м с
«-4
CO ЧЪ
«ф в« (Ъ(а«4
CO ъО сч m с с ( аА
4О «Ф с г
Г аА
00 с
СО (а 1
3 аА с
ОЪ СО
ЧЪ
4ГЪ с о
4Ъ(1О аА с о а
4ъ(аА
1<ч an rl ю с с с
О Ch О ЛЛ
CO aA CO O о м с
М аО
44Ъ о с о
%-4 Ю с
ЧР
4О \O о
t ж с
1 !
1 аА с
ОЪ
«-(аА с о
СЧ ЧЪ аА с
4Ъ(м
5 о
t ЧЪ с о о
CO ЪО о м с с
aA (an 1 Х I
1 I!
04.1 (ф о(1 о
Ф о
1(t о
Ю с
Ch CO
«-4 ЧЪ о с
Ch ЧЪ
«-4 Ч1
l
1
I
1
I о м с с м е
00 ЧЪ
1О М с
Ch ОЪ
LA!
1
1
Х
g 1-4 ао.И (« о
ta! а
И с
zu ав о
В Ю
Р(«-4
oz (а о
Ц 1
1
1 !
1
l
l и
Оо а Ю ом
ЧЪ + и ио о
Ю rl
«.4 I
СО
Й 0(U
t «б а и
О ° а о
О ОЪ м (4> и ас
О ио
0 О
O aA
О 1 т, и с и а.
В»
Й 3
l6 l и I а I 1 о
Е 1
Ф I
Ц 3 I
В I
Д I 1 (« l I
O1
Я t 1 о
Х I I
u t
1 1
1 I
1 I
I I
1 I
1 t
1 I
1
1.,4.
I 4 ! о
I «-4 I
1
3 1 I ! 1 («
1 I Х
О (ЬЬ( в —— ф 3 1
Ц 1 1 daa ! с
att I 1 4;>!Д- I
I (- 1.
u t
l I x
1 I
1 I вЪ (( о( à — + — (4в 1 с !
1 Ь! Э-1
1- — — -3
1 (« х с
1 !aOô
I
1038369. о 4 Оъ m
CO «"4 а-4 ( с ° с с
aA aO cO (aA (», aA
ЧЪ ГЧ e 4Ч . ОЪ с с аА й) W ЧР Ch
СО ЧР CO Ч) (an с
ОЪ
ЧЪ
«-4 аО
%-4
Ch аА
1038369
Составитель A. Денисова
Редактор Н. Кешеля Техред К.Мыцъо Корректор В. Вутяга
Заказ 6146/27 Тираж 568 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Использование предлагаемого способа позволяет повысить предел прочности и условный предел текучести в нержавеющих сталях мартенситного класса на 10-12% по сравнению со свойствами, получаемыми. по базовому способу, и на 18-20% по сравнению с обычной закалк4й и от пуском, которые используются после горячей деформации сталей данного класса. Эти преимущества позволяют получать обработкой давлением иэделия из нержавеющих сталей мартенситного класса с повышенной прочностью, способных переносить нагрузки большие, чем ПЬсле обработки по базовому способу. Снижение тем ературы деформаций способствует повъмению стойкости деформирующего инструмента.
