Способ обработки проката

 

Изобретение относится к металлургии, точнее к деформационно-термическому упрочнению стали. Цель изобретения - повышение механических свойств и трещиностойкости. После горячей прокатки прутки или фасонный профиль из конструкционных среднеуглеродистых легированных сталей бейнитного класса охлаждают водой со скоростью не менее 70°С/с до 480-490°С и затем на воздухе до комнатной температуры с последующей холодной деформацией гидропрессованием с относительной единичной деформацией 15-25%. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, точнее к деформационно-термическому упрочнению стали. Целью изобретения является повышение механических свойств и трещиностойкости. Изобретение поясняется чертежом на котором изображена диаграмма изотермического превращения аустенита стали 35Х2АФ (пунктир) и схема обработки по предлагаемому способу (1 - прокатка, 2 - охлаждение со скоростью более 70^оС/с, 3 - охлаждение со скоростью менее 10^оС/с, 4 - гидропрессование). П р и м е р. Заготовки стали 35Х2АФ (0,33% С, 0,34 Мn, 0,25% Si, 2,2% Сr, 0,21% Ni, 0,14 V, 0,20% Cu, 0,025% Р; 0,022% S) в виде квадрата (140 мм) после нагрева до 1100^оС прокатывали в интервале температур 1050-950^оС на круг диаметром 22 мм (суммарное обжатие 82%), охлаждали водой в спреерном устройстве до 500^оС за 6 с (примерно 80^оС/с), разрезали на отрезки длиной 2,5 м и медленно охлаждали на воздухе до комнатной температуры за 5 мин (около 2^оС/с) с образованием бейнитной структуры. Затем прутки подвергали гидропрессованию на диаметр 20 мм (обжатие 17%). В таблице приведены результаты механических испытаний стали 35Х2АФ после различных вариантов обработки. Предлагаемое решение, кроме повышения комплекса механических свойств, позволяет значительно повысить трещиностойкость стали. Испытания на изгиб образцов с заранее созданной усталостной трещиной показали, что в пределах заявленных параметров на стали 35Х2АФ работа разрушения составляет 25-40 Дж (ударная вязкость на образцах с трещиной КСТ=0,35-0,50 МДж/м²). При этом наиболее высокие значения работы разрушения (35-40Дж) получены при условии ускоренного охлаждения на первом этапе до температур на 50-60^оС выше области бейнитного превращения (480-490^оС) и при степени разовой деформации стали со структурой бейнита в условиях гидропрессования, равной 15-25%. За пределами заявленных параметров обработки значения работы разрушения не превышали 12 Дж (примерно 0,2 МДж/м²). Предлагаемый способ относится к конструкционным сталям с содержанием углерода 0,2-0,5% и легированных элементами, которые обеспечивают разделение областей перлитного и бейнитного превращения, как это показано на чертеже. Кроме того, инкубационный период до начала перлитного превращения должен быть не менее 20 с, чтобы при охлаждении со скоростью 70^оС/с не образовалась феррито-перлитная структура. Этим условиям отвечают стали, легированные хромом, (1-3%), а также Мn, Мо, Ni, V до 0,5%, например стали 35Х2АФ, 35ХГС, 38ГС, 40Х2НАФЕ и др. Предложенным способом опробовано изготовление прутков диаметром 10-30 мм и шестигранника 17-25 мм. Предельное сечение заготовок обусловлено максимальным внутренним диаметром существующих камер высокого давления, равным 65 мм. Форма профиля возможна любая, которая может быть получена при максимальном давлении жидкости в существующих установках гидропрессования (до 10³ МПа). Такими профилями могут быть изделия с поперечным сечением в виде круга, овала, квадрата, шестигранника, в виде шлицевого вала, труб и др. Холодное волочение по способу-прототипу не обеспечит равномерности структуры и механических свойств по поперечному сечению, особенно в прутках диаметром более 10 мм.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА, преимущественно прутковых фасонных профилей из конструкционных среднеуглеродистых легированных сталей бейнитного класса, включающий горячую деформацию, ускоренное охлаждение до заданной температуры, охлаждение на воздухе до комнатной температуры и холодную деформацию, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и трещиностойкости, холодную деформацию осуществляют гидропрессованием с относительной единичной деформацией 15 - 25%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ускоренное охлаждение ведут до температуры на 50 - 60^oС выше области бейнитного превращения со скоростью не менее 70^oС/с, а охлаждение на воздухе - со скоростью 2 - 10^oС/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.06.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002

Извещение опубликовано: 27.12.2002        

---