Способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса
1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ НАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев стали вьппе Ас, , деформацию со скоростями 10 -10 ., отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, нагрев ведут до температуры Ас,-(Ас, ), а деформацию ведут в интервале температур Асд-(Ас,) - CACf-100). 2. Способ по П.1, отличающийся тем, что деформацию ведут прокаткой за три прохода с обжатием по 20-25% за каждый последующий проход и суммарной степенью обжатия 50-75%.
COOS СОВЕТСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(Я) С 21 0 8/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Е 4OTOPOKOMV ЕЕИЕЕТЕПЬСТВУ
y,, S,". Pfg 4< .P(»
Е .4. 444
)
Е
Е
* . ° ОГЕ4 а ..1й.", ,р„, у Ь ЕЕЕ:-"
О- ОЕ» (2.1) 3562455/22-02 (22) 10.03.83 (46) 07.05.84. Si . ((.17 (72) О.А. Кайбышев, Г.А. Салищев, С.И. Михайлов и А.Е. Бардинов, (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621.785.36(088.8) (56) 1. Быстрова Н.А. и др. Сверхпластичность коррозионно-стойкой стали
15Х18Н 12С4ТЮ.-Известия ВУЗов, сер.
"Черные металлы", 1980, Ф 11.
2. Ксензук Ф.А. и др. Производство листовой нержавеющей стали. М., "Металлургия™, 1975. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ИАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев стали выше Ас,, деформацию со скоростями 10 -10 с 1, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, нагрев ведут до температуры Ас -(Ас +30 С), а деформацию ведут в интервале температур (Ас -(Ас1+30 С)) - (Ас(-100).
2. Способ по п. 1; о т л и ч а юшийся тем, что деформацию ведут прокаткой за три прохода с обжатием по 20-25Х за каждый последующий проход и суммарной степенью обжатия
50-75Х.
1090735
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при обработке давлением нержавеющих сталей мартенситного класса.
Основным условием проявления 5 сверхпластичности у металлов и сплавов является наличие мелкозернистой структуры.
Известен способ получения мелкозернистой структуры в стали, заключающийся в холодной деформации ее до больших степеней обжатия (91Х) и последующем отжиге при 820-870 С в тече0 ние одного часа. В результате такой обработки сталь имеет мелкозернистую структуру с размером зерна
1-3 мкм (1). Недостатком этого способа является необходимость предварительной деформации металла в холодном. состоя- 20 нии, что требует больших усилий и трудно осуществимо на крупногабаритных заготовках.
Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является способ обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, включающий нагрев стали выше Ас1, деформацию со скоростями 10 -101 с 1 (2j .
Применение данного способа не 30 обеспечивает достижение измельчения зерна до величины, при которой сталь проявляет сверхпластические свойства.
Целью изобретения является повышение пластичности стали. .35
Цель достигается т м, что согласно способу обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, включающему нагрев стали выше Ас,, деформацию со,скоростями 10 -101 с, на- 40 грев ведут до температуры Ас4-(Ас1+ .1+ 30 С),а дефорйацию ведут в интервале температур Ас1 -(Ас1+30 С)1 (Ас„1,00) . (45
Деформацию ведут прокаткой за три прохода с обжатием 20-25Х за каждый последующий проход, причем суммарная степень обжатия составляет 50-. 75X.
Исходная структура стали после обычной прокатки в аустеннтной области представляет собой мартенситную структуру с включением карбидов в ос- . новном вдоль границ бывших аустенитных зерен. Нагрев в область Ас1 -Ac4+
ФЗО С переводит сталь в трехфазное состояние с составом: феррит+аустенит+карбиды, причем нагрев не только не увеличивает размер зерна, но и частично способствует его измельчению за счет выделения аустенита. Деформация в этой области и прн более низких .температурах (до Ас1-100ОС) сопровождается процессами рекристаллизации, фазовых превращений и коагуляции карбидов. Наложение этих процессов приводит к формированию в стали мелкозернистой ферритокарбидной структуры. Причем размер зерна феррита становится соизмерим с размером карбидов, и сталь приобретает структуру типа "микродуплекс". Снижение температуры нагрева и деформации приводит к подавлению процессов рекристаллизации, снижает интенсивность диффузионных процессов коагуляции, увеличивает неоднородность микроструктуры, снижает пластичность стали, что вызывает растрескивание стали в процессе деформации. Увеличение температуры нагрева выше Ас +
ФЗУС и применение степеней деформации менее 50Х не позволяет получить в стали достаточно мелкое зерно.
Исследование влияния степени деформации показало, что увеличение степени деформации выше 70Х нецелесообразно, так как не происходит дальнейшего измельчения зерна.
Уменьшение скорости деформации ни-1 же 10 с снижает производительность процесса и увеличивает время контакта заготовок с деформирующим инструментом, что, учитывая подстуживание, ведет к формированию весьма неоднородной структуры..
Использование скоростей выше 10 с
1 повышает неоднородность микроструктуры в заготовках и подавляет процессы рекристаллизации, что требует повышения мощности деформирующего оборудования и приводит к образованию металлографической текстуры.
H p и м е р. Заготовки ф 20 мм из стали 20Х13 химического состава,X:
0,17 С, 12,2 Cr, 0,27 Ifn, 0,37 Si, 0,2 Ni 0,025 S и 0,02 Р нагревали до .820, 850, 880 и 950 С и прокатывали на вальцах С-151 за три прохода с суммарным обжатием 30,50 и 70Х и скоростями деформации 10 с 1 и 10 с 1.
Температура конца прокатки составля-. ла 720-8(N C.
Результаты металлографических исследований (размер зерна) и механических испытаний при 800 С и скорости деформации 5 10 с 1(стали 20Х13) приведены в таблице.
1090735
1
I
I !
3 о
I сЧ !
) а !
I
1
I
1
1
1!
1 !
1
1 о и!
1
I О л л
1 с а»
1 !
I
1 с ) л л о с 3 .1
I. ю с ъ сО
l
I
I
I !
)
1
)„ I
I
1 рi I
) 1 1 (о е
)
I !
1
I о) с
1!
1
I
1I
I !
1
I
I
I, Ю сО
I
CV л
I.1 I
1 !
I !
Ch
I
1 1
t !
1
1
1 ( о а(!
I.I
1
1
I !
l сч л
Ф
I C>
I
1
1
1
1
) I
--- 1 о,( с 1
I
1 л
1 О
I сЧ сч . 1
В Ф
1 аю
I
1 !
I .! а
1
I л
Iw Ъ
Ю о о ( о и ь о о с а +
OO
V,оо О сЧ
C) сО +
CO
V о л
Д\
1
1 .! о Ч
I.
I
) 1
I
1
1
I
) I.
1.
I.
1.
1
I !
Ф
) I
)
);
l, I
I
I
1
1
1
1.
t
I
В 1
5 о) сб tt 1
3 I
О с61 о (с()
° 9 Ф )
0(а I
Г» 1 сб )
s4 A I
В
Ф Ф 1 (»
Ф V I (- о)
o):(л
I л о
° I
1 !
t
Щ
° Ь в ) с» л сч I с
I сч I
1 . сЧ I
I - l
1 (l I
I 1 I
I 1 и 1 I
1090735
1
I сл ю
1 сс)
1
I в
О1 л
С«1
С С
Ж
Ch
С«Ъ
lib
СГ) I с"1
СМ
IFl
° « сч
C) 1
1
1 . I
I
I
1
I л
° «
1
11
1 о
1
1
1
1
1
1 —.— и
»4 !
1 ! ! .1
С.Р
C) 1 00
gI ц>1
» т
Q I х! ц! О о! дl
С4 о
8«1
А 1» 1 о 9 о Х 1 1 1 5 о Ф Ц I 3 1 g4 C I о ю «Я«Q I Ф Р, I Ц c» I сб I л х х Э Ф 1 1 э v 1- о v a 1 сп I 1 1 1 а 1 I .I I I I 1 СХ) 1 л О 1 с" I ссЪ 1 1 q 1 I 1, 1 1 1 1 I 1 I л сс1 1 .сс 1 с1 1 с! I 1 1 I X I м ° ) 1" О . С»О ! 1090735 Составитель А. Денисова Редактор В. Данко Техред А. Кикемваей Корректор А.Тяско Заказ 3017/24 тираж 540 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 Как следует из таблицы, сталь,, деформированная после нагрева до 820 и 850 С (Ас.1 н Ас1+30 С) со степенями деформации 50 и 70Х обладает микроструктурой с размером зерна 1,5-3мкм и показывает высокие пластические свойства во время деформамии при 800 С (о"220-250X), что в 2-3 раза выше, чем после обработки по базовому способу, а также. более низкие 1О напряжения течения (б=3,9-4,6 кг/мм ), чем после обработки по базовому спо .собу (б, 1-7,4, ). ММ Использование предложенного спосо" 1 ба позволяет получать в нержавеющих сталях мелкодисперсную структуру с размером зерна 1-3 мкм. Сталь с такой структурой при 800 С обладает пластичностью 220-250Х, что в 2-3 раза выше, чем после обработки по базовому способу, при этом напряжение течения ниже в 1,5-2 раза. Эти преимущества предложенного способа позволят изготавливать обработкой давлением сложнопрофильные иэделия из нержавеющих сталей с повышенным коэффициентом использования матЬлла. В то же время снижение напряжений течения и температуры горячей деформации позволит резко повысить стойкость штамповой оснастки.
