Способ термомеханической обработки мартенситностареющей стали

 

СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ, включающий нагрев, охлаждение, холодную пластическую деформацию, старение , отличающийся тем, что, с целью повьлпения прочности и пластичности стали, перед нагревом производят предварительную холодную пластическую деформацию, а нагрев ведут до 550-700°С. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

„„SU„„1129247 A

1(5Р С 21 0 6 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3557594/22-02 (22) 11. 01 ° 83 (46) 15 12 ° 84 ° Бюл В 46 (72) A.A.Лядская, В.З.Спусканюк, И.М.Коваленко и Р.N.Ëàïïà (71) Донецкий физико-технический институт АН УССР (53) 621.785.79 (088,8) (56) 1.Блантер М.Е. и др. Комбинированная обработка мартенситностареющей стали металловедение и термическая обработка металлов, 1969, 9 l с.16-18.

2.Васильева A.Т. Деформационное упрочнение закаленных конструкционных сталей., М., Машиностроение, 1981 °

З.Бирман С. Р. Экономнолегированные мартенситностареющие стали. М., Металлургия, 1974, с. 171-177. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ, включающий нагрев, охлаждение, холодную пластическую деформацию, старение, отличающийся тем, что, с целью повыаения прочности и пластичности стали, перед нагревом производят предварительную холодную пластическую деформацию, а нагрев ведут до 550-700 С.

47 материала. Мартенситный механизм обратного превращения обеспечивает при нагреве наследование у-фазовой дефектов кристаллического старения, созданных в, -фазе пластической деформацией, в результате чего после указанной термической обработки образуется структурное состояние стали, обеспечивающее высокую пластичность и вязкость материала. Структура деформированной и подвергнутой термической обработке по предлагаемому режиму стали. отличается высокой дисперсностью, в ней тонкие прослойки аустенита разделены участками мартенсита.

Деформационному упрочнению (в предлагаемом способе вторая деформация, в известном — первая) подвергается сталь с особой структурой мелкодисперсной и пластичной. В результате обработки по предлагаемому способу достигается значительный эффект в повышении прочности мат.— риала, пластичность же остается без изменений, либо увеличивается. Так, при обработке стали ЭП 836 по режиму, деформация 60%, нагрев до температуры 570 C и охлаждение, повторная деформация со степенью 30% и старение в течение 3-х ч при 500 С обеспечивает в стали ЭП 836 — 2400 МПа, б = 2350 МПа, д" =10,2%, М = 53Ъ.

Пример . Проводится термоме-. ханическая обработка образцов, вырезанных из прутков стали ЭП 836 диаметром 7О ьы. Осуществляется холодное гидропрессование материала в исходном состоянии (железо-никелевый мартенсит) со степенью деформации

60%, термическая обработка в виде нагрева образцов до 550-700 С (для каждой температуры отдельные образцы) и охлаждения, повторная деформация гидропрессованием со степенью

30% и старение в течение 3-х ч при

5000С.

Для получения. сравнительных данных проводится термомеханическая обработка образцов по изве"тному способу: старение при 500-600 С, деформация гидропрессованием со степенью 10 и ЗОВ и старение при 500 С в течение 3 ч.

Кроме того, проводится термическая обработка исходного металла по стандартному режиму.

Контролируются механические свойства при растяжении и твердость. Результаты сведены в таблицу.

Как следует иэ таблицы, максимальная прочность 2330 МПа при обработке стали ЭП 836 по известному способу. получена в случае первого старения при 530оС; но при этом относительное удлинение уменьшается с 10 . до 8Ъ. В случае обработки стали по предлагаемому способу максимальная

1 11292

Изобретение относится к обработке высокопрочных сталей и может быть использовано в машиностроительной, инструментальной и другнх отраслях промышленности.

Известен способ обработки мартенситно-стареющей стали с О,ОЗЪ С, 17,7% Ni, 7,8% Со, 4,3% Мо, 1 1% Ti, включающий старение при 475 С в течение 3 ч, деформацию на 90% и окончательное старение при 450 С в течение 3 ч. При такой обработке суммарный прирост предела прочности составляет около 1000 МПа (достиг

2750 МПа), а относительное удлинение уменьшается более чем в 2 раза (с 13 до 6Ъ) (1). 15

Известен способ обработки мартенситностареющей стали, включающий двойную закалку, старение при 480 С в течение 3 ч, деформацию со степенью обжатия 603 и старение при 7Q

480 С в течение 3 ч. После упрочнения по указанной схеме получают Ь Ф вЂ” 2400 МПа, Й = 2360 МПа, — 4,3% (2), наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является. способ обработки мартенситностареющей стали, включающий нагрев, охлаждение, холодную пластическую деформацию и старение (31.

Однако данный способ не позволяет повысить прочность материала для снижения его характеристики и пластичности.

Это обусловлено тем, что деформируется материал в малопластическом состоянии (после старения)и ста-. рение его после деформации также связано с дополнительным снижением пластичности. В результате такой обработки достигаемый уровень проч- 40 .ности обусловлен степенью обжатия заготовки, а пластичность материала с повышением обжатия резко снижается.

Деформация сталей в состаренном 45 состоянии осуществляется большими удельными усилиями. Более 30% за один переход осуществить невозможно, следовательно это многопереходная операция.

Цель изобретения — повышение прочности и пластичности стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки мартенситноатареющей стали, включающему нагрев, охлаждение, холодную . пластическую деформацию и старение, перед нагревом производят предварительную холодную пластическую деформацию, а нагрев ведут до 550-700 C.

При нагреве сталей до температур ® более 550оС происходит растворение второй фазы (упрочняющей), коагуляция оставшихся частиц через матрицу эа счет растворения более мелких, что сопровождается,разупрочнением ф5

1129247 удлинение увеличивается с 10 до

11,5%). прочность без снижения пластичности получена в случае деформации стали

ЭП 836 со степенью 60%, нагрева до

570 С, повторной деформации,со степенью 30%, старения при 500 С и составляет 2400 MIIa. При обработке по предлагаемому способу с нагревом деформированного материала до 600 С обеспечивается равная с известным способом прочность (2320 MIIa) и повышенная пластичность (относительное 10

Режимы ТМО

Твер-. дость, HRC

Механические свойства при растяжении

Старение

Старение

Обработка в

MIIa

@0,2

МПа

М, %

8,3 56,0

8,1 56,5

3 ч 2220 2200

Известная

530

570 500 С 2170 2170

54,2

8,6

2185 2190

2115 2100

600

8,6 52,1

620

500 30 3 часа 2200 2200

54,5 49,5

8,7

530

500 С 2330 2330

8,0 53,5 45,0

47;0

8,9 55,0

2210 2200

570

600

620

650

9,2 51

10,2 53

550 30 3 часа 2500 2450

Предлаг аемый

570 500 С 2400

57,0

2350

53,5

600

54,5

620

52,5

650

700

Стандартный

52,5 52,5

3 ч 1800

1760 10

500 С

Составитель А.Денисова

Редактор Н.Горват Техред C. Мигунова Корректор М.Демчик

Заказ 9307/21 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Степень деформации, %

Степень деформации, %

Таким образом, использование способа обработки мартенситностареющей стали обеспечивает по сравнению с существующими воэможность повышения прочностных свойств при сохранении характеристик пластичности, либо повышение пластичности при равной с существующим способом прочности.

2220 2200 8,5 56,5 52,0

2170 2060 10,0 56,2 48,0

2080 1950 11,7 56,0 48,5

2320 2150 11,5 54

2240 2040 10,5 52

2050 1850 11,5 53

2185 2040 11,5 43,5