Способ термомеханической обработки стали

 

СПОСОБ ТЕРШМЕХАНИЧЕСШЙ ОБРАБОТКИ СТАШ, включающий нагрев выше ACj, подстуасивание до температуры бейнитного превращения, дефррма цйю приэтой температура, изотерм;и- / ческую выдержку до конца бейнитного превращения и охлаждениеj о т л ич а ю щ и и с я тем, что с целью повышения прочности и ударной вязкости при сохранении пластичности дефррмащдо проводят за несколько приходов с разовыми обжатиями 30 - 45% до суммарной степени 50 - 70% при содержании «С -фазы после деформации не более 30%. . . (Л G

. СООЭ СОВЕТС) {ИХ

СОЦИАДЩТИЧКНИХ

ЙКУЗУБЛИН (19) (11) 4(si) С 21 D 8/00

ГОСУДАРСТ894НЦЙ КОМИТЕ1 OCGP

IlO ДЕЛАМ ИЗОЬРЙТЕНИЙ И МНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTQ$CHCNIY СБИДЕТЕПЬС"ГВУ

39 (21) 3535299/22-02 (22) 06.01.83 (46) 07.06.85. Бюл. Я 21 (72): Г.Вд)ербединский, А.П.Бащенко, Я.Б.Гуревич, Ю.С.Голованенко, Г.С.Горячева, А .Г.Козлова, В.А..Кулеша и Д..Д.Рольщиков (71) Центральный научно-йсследовательский инстигут. черной. металлургии ии..И.П.Бардина (53) 621.785,.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство, СССР

1) 257537, кл, С 21 D 8/00-, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

В 2 14568, кл. С 21 D 8/ОО, 1965. (54) (57) СПОСОБ ТЕРИОИЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ СТАЛИ, включающий нагрев выше Ас, подстуживание до темпера- туры бейнитного превращения, дефорцацию при этой температуре, изотермическую выдержку до конца бейнитного превращения и охлаждение,. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью . повышения прочйости и ударной вязкости при сохранении пластичности,- деформацию проводят за несколько приходов с.разовыми обжатиямн, 30 — 457. до суммарной степени 50 †. УОХ при содер- жании 4. -фазы. после деформации не более ЗОХ.

1 ° 1159

Изобретение относится к металлургии, в частности к .упрочнению пружинных сталей методом термамеханической обработки.

Известен способ термомеханической э обработки конструкционной стали, заключающийся в том, что пластическую деформацию производят по окончании бейнитного превращения, т.е. деформируют уже сформировавшуюся 10 бейнитную структуру сталй (Я .

Такая обработка приводит к повышению прочности при сохраненни удовлетворительных значений пластичности: так, для легированной стали 15

46Х2НГСМ получено: 6>=250 кгс/мм2;

6 0,2 =218 кгс/мм ; Ф =8,4%; =40%; а =5,0 Kpciм/см2

Однако такой метод непригоден для пружинных сталей, содержащих 0,5 — 20

0,7Х углерода и такие карбидообразующие элементы, как ванадий, так как. в конце превращения образуются весьма крупные карбиды, что приводит к значительному снижению пластичнос- 25 ти и образованно трещин во время пластической деформации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является б Ф способ термомеханической обработки 3g стали, включающий нагрев выше Ас, подстуживание до темпефтуры бейнитного превращения, деформацию при этой температуре, изотермическую выдержку до конца бейнитного превра- З щения и охлаждение 1,2).

Недостатками известного способа являются низкая прочность и ударная вязкость °

Целью изобретения является повьапе-40 ние прочности и ударной вязкости при сохранении пластичности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термомеханической обработки стали, включающеыу на- Ю грев выше Ас, подстуживание до температуры бейннтного превращения, деформацию.при этой температуре, изотермическую выдержку до конца бейнйт, ного превращения и охлаждение, дефор-Я мацию проводят за несколько прахадов с разовыми обжатиями 30 — 45X до суммарной степени 50 — УОХ при содержании -фазы после деформации не более 30%. И

Указанные проценты разовых и суммарного обжатий вызваны тем, что при

ЕС30% и ф 450% плотность дефектов

957 2 (дислокаций) недостаточна для достижения требуемой прочности стали.

При Е >45Х и > 70% количество образующихся несовершенств будет настолько велико, что приводит к недостаточной пластичности и ударной вязкости. Предложенный диапазон величин разовых и суммарного обжатий позволяет получить высокую прочность при достаточной пластичности. Регламентируемое количествами, -фазы (не более 30%) обусловлено тем, что при осуществлении пластической деформации при большем процентном содержании бейнита ((ЗОХ) будет иметь место образование большого количества хрупких карбидных выделений, а это приводит к,образованию микро-, а затем макротрещин. При меньшем содержании

Д.-фазы (СЗОХ) прирост упрочнения будет мал из-за того, что упрочняться будет только метастабильный аустенит. В результате указанной обработки образуется структура фрагментированной ферритной основы бенита с высокой плотностью дислокаций .и с равномерным распределЕнием дисперсных карбидов или нитридов. Такая структура бейнита обуславливает достижение показателей прочности, близ-" ких к стали, обработанной другими методами (закалка, ТИО) на структуру мартенсита, но при сохранении пластичности и ударной вязкости на уровне обычного изотермического. бейнитного распада.

П р,и м е р 1. Сталь 50ХФА (0,54% С; 41Х Мп;0,27X S; 0,89Х Сг;

0,19% Яд; 0 20% V 0,016% 8

0,015Х Р) в виде заготовок толщиной

11,5 мм нагревают до 1000 С, охлаж" дают в расплаве олова со скоростью

60 /с до 400 С, деформируют прокаткой на 50% за два пропуска до толщйны 5,7 им. При этом разовая деформация составляет ЗОХ, время между про„ходами 1 с, толщина заготовки после первого прохода 8, 1 мм, после второго - 5,7 мм, содержание (.-фазы, определенной на магнитометре, равно 20Х.

Затем деформированные заготовки выдерживают на воздуха. В .результате этой. обработки получены следующие механические свойства . б8=160 кгс/мм .

6 0,2=147 .кгс/мм ; 8 =8% > + 48%. а„=8 кгс м/см НР 46.

Пример 2. Исследованию подвергают ту же сталь и по тем же режи1159957

400 ному. способу 1000.

15 Не регламентиров ано

По минимальным параметРВМ

1000

400

10

По максимальным параметрам 1000

400

70

Пб оптимальным параметPcW

60 10

1000

400

10 50 б ному способу 45

135

125

По минимальным параметРВМ

135

По максимальным параметРВМ

7 40 б

По оптимальным параметРВМ

160

147.25

8 48 8 мам, что и в примере 1, за исключением того, что деформация прокаткой производится на 70% за два пропуска, now 45% в каждом. При этом первоначальная толщина заготовок равняется

16,9 мм, после первого прохода9,2 мм и конечная - 5,0 мм. В результате получены следующие свойст.— ва.

6 =170 кгс/мм ; 8 0,2=155 кгс/мм ;

8=6%; "1 =40%; а„ =б кгс.м/см ; НРс =48.

Данные по эффективности предла.гаемого способа в сравнении с известным приведены в таблице.

Т аж 553, Подписное

K ород, ул.Проектная, 4