Способ термической обработки доэвтектоидных сталей с видманштеттовой структурой

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДОЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ С ВИДМАНШТЕТТОВОЙ СТРУКТУРОЙ, включающий иагрев до температур выше Ас. и охлаждение , о тличающий ся тем, что, с целью улучшения деформируемости , снижения энергозатрат,повышения производительности, нагрев ведут со скоростью 50-200 град/мин до температур в интервале от Ас + + 30 С до Ас«, а охлаждение начинают непосредственно с момента достижения температуры нагрева. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (и) 11 4 С 21 D 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕС;",:@р;-ц

13 . "" " мслиат . (21) 3711828/22-02 (22) 11.03.84 (46) 30.12.85. Бюл. Р 48 (7l) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (72) А.Ю.Браташевский, Н.Ф.Легейда, В.М.Краснопольский и Л.В.Коваленко (53) 621.785.34(088.8) (56) Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П.

Материаловедение. М.: Машиностроение, 1980, с. 192-197.

Новиков И.Н. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978, с.)48-149 ° (54)(57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДОЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ С ВИДМАНП ТЕТТОВОЙ СТРУКТУРОЙ включающий нагрев до температур выше Ас и охлаж„1 дение, отличающийся тем, что, с целью улучшения деформируемости, снижения энергоэатрат,повышения производительности, нагрев ведут со скоростью 50-200 град/мин до температур в интервале от Ас +

+ 30 С до Ас, а охлаждение начинают о непосредствейно с момента достижения температуры нагрева.

01327 2!

1О

45

55

1 12

Изобретение относится к термической обработке сталей и пред,назначено для использования при термообработке проката.

Цель изобретения — улучшение де-, формируемости, этот способ обеспечивает снижение энергозатрат и повьппение производительности за счет снижения температуры нагрева, повышения скорости нагрева и исключения выдержки.

Доэвтектоидные стали с видманштеттовой структурой нагревают со скоростью 50-200 град/мин до температур в интервале от (Ac< +30 С) до Ас и охлаждение начинают непо3 средственно с момента достижения температуры нагрева.

Температура, нагрев до к торой уже приводит к устранению видманштеттовой структуры, зависит от скорости нагрева, причем эта зависимость неоднозначна — с увеличением скорости нагрева данная температура сначала снижается,а затем повышается.

Выбранная скорость нагрева позволяет устранить видманштеттову структуру в стали после нагрева до минимально возможных температур, которые для заявляемого способа находятся в интервале от (Ас -+30 С) до Ас>

О чем объясняется и выбор данного интервала. Кроме того, рас мотренные условия нагрева стали позволяют устранить видманштеттову структуру уже к моменту достижения температуры наг рева, поэтому выдержка при этой температуре не требуется.

Для осуществления предлагаемого способа наиболее целесообразно использовать проходные печи, применяемые для термообработки листового и сортового проката.

Предлагаемый способ применяют только для доэвтектоидных сталей, поскольку видманштеттова структура образуется в сталях с содержанием углерода до и 0,4 .

Выбор скорости 50-200 град/мин обусловлен тем, что нагрев стали со скоростями данного интервала позволяет устранить видманштеттову структуру при минимально возможных температурах нагрева. При нагреве стали со скоростями меньшими 50 град/мин или большими

200 град/мин видманштеттова структура устраняется нри более высоких температурах нагрева, . Нижний предел температуры нагрева (Ас +30 С) выбран потому,что нагрев стали до более низких температур не гарантирует устранение видманштеттовой структуры.

Верхний предел температуры нагрева Ас выбран потому, что нагрев .до более высоких температур вновь приводит к образованию видманштеттовой структуры.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Образцы размером 10х30х150 мм из стали 20 и 35 с видманштеттовой структурой одинакового балла 3 подвергали термической обработке, которая заключалась в нагреве до

Ас и выше и охлаждение на возду4 хе. Образцы каждой стали нагревали со скоростями 2;25;50;100;200;

2251 300 град/мин до температур

Ас,; Ас < + 20; Ас? +30; Ас +50;

Ас ; 900; 940; 1000 С, далее образцы, нагретые со скоростью 2 град/

/мин, подвергали выдержке l ч и затем охлаждали (прототип),а все остальные образцы охлаждали без выдержки, т.е. непосредственно с момента достижения температуры нагрева. На основании изучения микрострук- туры охлажденных образцов определяли балл видманштеттовой структуры по ГОСТ 5670-68. Результаты приведены в табл.1, причем Ас фиксировали для стали 20 при 7?О С, для стали

35 при 715 C,Àñ для стали 20 при . о

=840 С, для стали 35 при =800 С.

У образцов обеих сталей с видманштеттовой структурой и у образцов этих же сталей без видманштеттовой структуры определяли ударную вязкость и проводили испытания на осадку при комнатной температуре, т.е. определяли способность выдерживать пластическую деформацию осадкой до появления трещин. Испытания на осадку характеризовали степенью деформации (Я ). Полученные данные при. ведены в табл.2.

Кроме того, проводили сравнение . деформируемости образцов из стали 35, в которых видманштеттова структура устранена обоими способами. Результаты приведены в табл.3.

Из приведенных данных следует, что предложенный способ позволяет по сравнению с прототипом измельчить зерно и соответственно повы1201327

Таблица 1

Температура Скорость нагрева, град/мин

2 25 . 50 100 200 225 300

Марка стали

3 3 3 3 .Э

3 3 2 2 3

710

3 3

3 3

2 3

730

740

3 3 О О О

О 3

3 3 О 0 О

3 2 О О О

2 2 О О . О

О О О I 1

760

О О

840

О 0

900

940

1000

1 1-2

1 1 1

3 3 3 3 3

3 3 3 3 2

7!5

735

О О

745

3 2 О

3 2 О О О

3 О 1 О О О

765

800

900

3 О О

О О

940

О О 0 1 1

1 I . 1-2 1--2

1000 сить ударную вязкость и улучшить деформируемость стали.

Изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает устранение видманштеттовой структуры при тем пературах на 190-200 С ниже. Тао кое снижение температуры. нагрева обеспечит уменьшение энергозатрат не менее чем на 207., даже без учета сокращения длительности нагрева и связанных с этим потерь энергии.

Увеличение скорости нагрева и устранение выдержки после нагрева в предлагаемом способе по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность на 25-30Х.

Таким образом, термическая обработка по предлагаемому способу приводит к улучшению деформируемости на примере осаживаемости в 1,5 раза и позволяет повысить уровень ударной вязкости, особенно при отрицатель-!

О ных температурах в э2 раза. Это, в конечном итоге, обуславливает получение проката более высокого качества.

1 1

3 3

3 3

2 3

I 3

О 3

О О

О 1

1 1

Таблица 2

1201327

Ударная вязкость, Дж/см, при, 4

Марк а стали

+ 20

-20

80

75

66

40

Таблица 3

Ударная вяз. — Осажи-

Я. кость, Дж/см, ваемость, при +20 С (6 ),7

Балл зерна

Способ обработки Температура

D нагрева, С

62,5-63,5

57-62,5

765

Hpедложенный

66-50 „

940

Прототип

Составитель И.Липгарт

Редактор М.Недолуженко Техред Т.Тулик Корректор В. Синицкая, Заказ 7963/24 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Балл видманштеттовой структуры

133-136

62,5-63,5

105-112

57-5-58,5

ll2-ll4

45,5-45 5

53-56

13,5-24,5

Испытания на осадку, (а), z