Способ обработки двухфазных @ + @ железо-марганцевых сплавов

 

Использование: для повышения прочностных свойств. Сущность изобретения: двухфазные/ + Јжелезомарганцевые сплавы подвергают закалке с 1150°С, термоциклической обработке в интервале температур 20-400°С при числе циклов, равном 10, дополнительно определяют температуру начала -превращения при охлаждении после термоциклов Мн и проводят изотермическую выдержку в течение 30-50 ч при температурах ниже 20-120°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 21 0 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

=И (21) 4821050/02 (22) 02.04.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Мариупольский металлургический институт (72) Л.С,Малинов, Е.Я.Харланова и Ю.А.Рапина (53) 621.785.36 (088.8) (56) Богачев И.Н. и Еголаев В.Ф. Структура и свойства железомарганцевых сплавов.—

М.: Металлургия, 1973, с.174.

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к способам термической обработки двухфазных у+о железомарганцевых сплавов, Известен способ обработки двухфазных железомарганцевых сплавов, включающий закалку с 1150 С и последующую деформацию при комнатной температуре.

Недостатком известного способа является то, что наблюдаемое при этом повышение и рочностн ых хара ктерис-.ик соп ровождается резким снижением пластичности. Так, после деформации сплава Г20 на 7% относительное удлинение не превышает 4%, После такой обработки сталь становится трехфазной, так как кроме имеющихся в исходном состоянии у и е -фаз, содержит магнитную а-фазу, что в ряде случаев недопустимо.

Известен способ обработки двухфазных

y + e железомарганцевых сплавов, включающий закалку с 1150 С, 3 цикла нагрева и охлаждение 400 =20 С. При этом наблюдается повышение прочностных характеристик oo,z= 430 МПа, oa = 850 МПа) по Ж,, 1731835 А1 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДВУХФАЗНЫХ у+о ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Использование: для повышения прочностных свойств. Сущность изобретения: двухфазные у + е железомарганцевые сплавы подвергают закалке с 1150 С, термоциклической обработке в интервале температур

20 — 400 С при числе циклов, равном 10, дополнительно определяют температуру начала у-+Р. -превращения при охлаждении -э Е после термоциклов Мн и проводят изотермическую выдержку в течение 30 — 50 ч при температурах ниже M "Ha 20 — 120 С, 1 табл. сравнению с закаленным состоянием оо

= 370 МПа, o = 780 МПа), Характеристики пластичности после трех циклов 400 - 20 С практически не изменяются (д = 20-21%, ф= 15 — 16%).

Наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков и достигаемому результату является способ обработки двухфазных y+8 железомарганцевых сплавов, состоящий из закалки с 1150 С и последующих 10 циклов фазового наклепа за счет многократныху E -переходов. Способ осуществляется закалкой и последующими нагревами до 400 С с охлаждением в воде до комнатной температуры.

Недостатком известного способа являются низкие прочностные характеристики, особенно предел текучести (Рог = 280 МПа). .Цель изобретения — повышение прочностных характеристик, особенно предела текучести, двухфазных у + е железома рганцевых сплавов при сохранении достаточной пластичности.

1731835

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем закалку и 10 циклов нагревов до 400 С с последующим охлаждением до комнатной температуры, проводят изотермическую выдержку при температуре ниже Mg на 20 — 120 C в течение 30 — 50 ч.

МH определяют дополнительно после 10 термоциклов.

В основу способа положен принцип получения после фазовых переходов вследствие стабилизации аустенита по отношению к у — я -превращению при охлаждении преимущественно аустенитной структуры с повышенной плотностью дефектов. Образование же я -фазы происходит в процессе последующей изотермической выдержки о 3-- при температуре на 20 — 120 С ниже М в результате у- я-превращения, При этом в указанном интервале образуется 50 — 70 возникшей изотермической е -фазы, которая более дисперсна, чем е -фаза, полученная после закалки.

Кроме того, оставшийся в структуре аустенит при испытании механических свойств претерпевает постепенный распад с обраI зованием мартенситных е и а-фаз, что о6еспечивает дополнительное повышение прочностных характеристик при сохранении достаточной пластичности.

Фазовые превращения осуществляют путем нагрева до 400 С и последующего охлаждения до комнатной температуры, В результате многократных термоциклов

400= 20 С происходит стабилизация аустенита по отношению к образованию я-фазы при охлаждении, После такой обработки сталь имеет преимущественно аустенитную структуру, в результате чего снижается предел текучести (o o,z = 280 — 300 МПа), При более низких и более высоких температурах нагрева при проведении термоциклов процесс стабилизации аустенита по отношению к образованию я-фазы при охлаждении выражен в меньшей степени.

Наиболее сильно стабилизация аустенита проявляется после 10 циклов400 -"20 С.

При небольшом числе циклов (< 3) происходит дестабилизация аустенита по отношению ку- о-превращению при охлаждении, что вызывает увеличение доли E-фазы в структуре, но уменьшает возможность образования ее в изотермических условиях и при исп ытании механических свойств. А и ри числе циклов, превышающих 10, происходит дестабилизация аустенита по отноше.нию к образованию я -фазы, так как при увеличении продолжительности и ребывания стали при температуре нагрева снижается фазовый наклеп аустенита. В результате этого также уменьшается количество изотермически образовавшейся ефазы, что не дает возможности получить высокие значения предела текучести.

5 После 10 циклов 400 - 20 С дополнительно определяют температуру начала у--»я -превращения при охлаждении (М

ge и проводят изотермическую выдержку при температурах ниже М на 20 — 120 С в те10 чение 30 — 50 ч. При этом получает развитие

y - е -превращение в изотермических условиях. Изотермическая выдержка при температурах менее чем на 20 С и более чем на . Е

120 С отклоняющихся от М нецелесооб15 разна, так как при этом существенно замедляется скорость изотермического у- е-превращения. Приэтом недостигается значительного повышения прочностных характеристик, особенно предела текучести.

20 . Время выдержки при температуре ниже

М на 20 — 120 С, определенной после термоциклов, выбрано 30-50 ч. При меньшем времени выдержки количество е -фазы, образовавшейся в изотермических условиях, 25 не достигает максимума и, соответственно, не достигается наибольшего вклада в повышение предела текучести. Увеличение же времени выдержки при выбранной температуре более 50 ч делает процесс непроизво30 дительным и не дает заметного повышения механических свойств, так как у -» о -превращение завершается за указанное выше время, П р и м е.р. Разрывные образцы закален35 ного с 1150 С сплава Г19 подвергали 10 циклам фазовых переходов 400 20 С, Нагрев образцов осуществлялся в соляной ванне (50Д NaNOz + 50 МаМОз), Время выдержки при температуре 400 С составля40 ло 5 мин. Охлаждение до комнатной температуры проводили в воде.

После 10 термоциклов проводили изотермическую выдержку при температурах, на 20 — 120 С более низких, чем температура

45 начала у-» е-превращения при охлаждении ч6 после термоциклов. М, для Г19 составляет

40 С, а для Г22 0 С, Время изотермической выдержки составило 48 ч.

Испытания механических свойств про50 водили по стандартной методике на машине

ИМ 12А.

После обработки предлагаемым способом обеспечивается более высокий уровень предела. текучести при достаточной пластичности, чем B известном способе. Сравнительные данные представлены в аблице.

Так после обработки по оптимальному режиму предел текучести составил 456 МПа, что в 1,6 раз превышает его значение при

1731835 обработке известным способом. При этом предел прочности превышает значение известного, а характеристики пластичности сохраняются на достаточно высоком уровне: д = 25, ф= 34 (в известном способе

Д = 30 ф = 32 ) Формула изобретения

Способ обработки двухфазных у + я железомарганцевых сплавов, включающий заОбработка

Механические свойства ст, „МПа

oo,z, МПа

990

840

850

430

21

860

280

32

876

456

34

865

435

25

870

455

18

820

400

800

370

27

Составитель С, Деркачева

Редактор Н. Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 1558 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Закалка и деформация 7 при.

20 С

Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 20 С 3 цикла

Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 =20 С 10 циклов (известная)

Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при 20 С

48 ч (оптимальный режим)

Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 =20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при -70 С

30 ч

Закалка с 1150 С и термоциклирование 400=20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при 20 С

50 ч

Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при -90 С

24 ч

Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при 50 С

60 ч калку, термоциклическую обработку в ин. тервале 20 — 400 С при числе циклов 10, о тл и ч а ю шийся тем, что, целью повышения предела текучести при сохранении пла5 стичности, после термоциклической обработки определяют температуру начала у-е-превращения при охлаждении М и

/ч проводят изотермическую выдержку в течение 30 — 50 ч при температурах ниже Мн на

10 20 — 120 С.