Способ получения стальных изделий
Авторы патента:
Изобретение относится к изготовлению стальных изделий, обладающих высоким комплексом механических свойств и может быть использовано в машиностроении. Сущность: сталь ЭП 836 подвергают холодной пластической деформации со степенью 30-40%, обработке резанием для получения заданной формы и размеров изделия и двухступенчатому старению при 530-550°С 1 - 1,5 ч и 450 10C 4-4,5 ч. Новыми в способе являются степень холодной пластической деформации и параметры старения. 1 табл.
Изобретение относится к изготовлению стальных изделий, обладающих высоким комплексом механических свойств, и может быть использовано в машиностроении.
Наилучшим сочетанием прочности, пластичности и сопротивления хрупкому разрушению в настоящее время обладают мартенситностареющие стали. После закалки они состоят в основном из высоколегированного безуглеродистого мартенсита и некоторого количества остаточного аустенита, имеют сравнительно невысокую твердость и хорошую обрабатываемость резанием. Упрочняющая обработка этих сталей состоит в старении, в процессе которого происходит распад твердых растворов мартенсита и аустенита с выделением высокопрочных интерметаллидов. Наиболее высокими прочностными и пластическими характеристиками обладает высоколегированная сталь ЭП 836 [1]. Известны способы обработки мартенситностареющих сталей, включающие холодную пластическую деформацию в закаленном состоянии и старение [2]. Однако уровень достигаемый механических свойств при этом зависит от химсостава сталей и режимов пластической деформации и старения. Для стали ЭП 836 режимы холодной пластической деформации и старения не разработаны. Известен способ термомеханической обработки стали ЭП 836, включающий холодную пластическую деформацию в закаленном состоянии, старение, повторную пластическую деформацию и старение [3]. Недостатками способа являются техническая сложность осуществления холодной пластической деформации стали в твердом состаренном состоянии и достижение высокой прочности в полуфабрикате, что затрудняет изготовление изделия нужной формы из упрочненного полуфабриката. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления изделий из стали ЭП 836, включающий обработку резанием горячекатаного прутка для получения изделий заданной формы и размеров и старение при 50010оС в течение 3 ч [1]. Способ обеспечивает следующий комплекс механических свойств: b=2200 МПа, 0,2=2100 МПа, =6%, =45%, КСU= 300 кДж/м2. Недостаток способа заключается в том, что он не обеспечивает достижения уровня прочности, соответствующего требованиям современной техники. Цель изобретения - повышение прочностных характеристик при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне 45%, КСU 300 кДж/м2. Цель достигается тем, что перед обработкой резанием осуществляют холодную пластическую деформацию со степенью 30-40%, а старение проводят двухкратно: сначала при 530-550оС с выдержкой 1,0 - 1,5 ч, затем при 450 10оС с выдержкой 4,0-4,5 ч с охлаждением на воздухе. Холодная пластическая деформация горячекатаной стали ЭП836, структура которой представляет собой мартенсит с большой плотностью дислокаций и сильным твердорастворным упрочнением, осуществляется за счет ротационных перестроек в ансамблях сильно взаимодействующих дислокаций. Это приводит к образованию субструктуры с аномально высокой кривизной кристаллической решетки, проявляющейся в образовании мощных петлеобразных экстанкционных контуров, плотность которых растет с увеличением степени деформации. В результате происходит фрагментирование на взаимно разориентированные области размером 1-3 мкм. Увеличение твердости на КRC 4 после деформации на 40% не создает больших трудностей при обработке резанием. Упрочняющее старение стали ЭП 836 протекает в две стадии: при 400-450оС с выделением интерметаллидов типа Ni3Me, при 500-550oС - интерметаллидов типа Fe2Me. Температурный интервал старения граничит с интервалом обратного мартенситного превращения, начало которого (Ан) по данным рентгеновских исследований имеет место при 550 10оС. Пластическая деформация смещает Ан в сторону низких температур (например, при степени деформации смещает Ан в сторону низких температур (например, при степени деформации 40% Ан=530 10оС). Старение деформированной стали ЭП 836 при температуре несколько большей Ан (первая ступень предлагаемого режима старения) приводит к образованию особой псевдоячеистой структуры, границы ячеек которой оторочены выделением тонких прослоек стабильного остаточного аустенита, и выделению в деформированном мартенсите дисперсных интерметаллидов. На второй ступени старения происходит довыделения интерметаллидов и частичная релаксация напряжений. В результате двухступенчатого старения деформированной стали ЭП 836 по предлагаемой схеме образуется псевдоячеистая структура с повышенным количеством тонких прослоек остаточного аустенита и наличием дисперсных равномерно распределенных интерметаллидов, обеспечивающих повышение прочности с достаточным запасом пластичности. Способ осуществляют следующим образом. Из горячекатаного прутка стали ЭП 836 изготавливают заготовки, которые подвергают холодной пластической деформации со степенью 30-40%. Из деформированного прутка способами обработки резанием изготавливают изделия заданной формы и размеров, которые подвергают двукратному старению: сначала при 530 - 550оС с выдержкой 1,0-1,5 ч, затем при 450 10оС с выдержкой 4,0 - 4,5 ч с охлаждением на воздухе. Для получения сравнительных данных проводится обработка по известному способу: изготовление изделий из горячекатаного прутка способами обработки резанием и старение при 500оС в течение 3 ч. Кроме того осуществляют термомеханическую обработку по предлагаемой схеме, но с другими параметрами пластической деформации и старения. Контролируют механические свойства изделий при растяжении и ударную вязкость на стандартных образцах. Результаты сведены в таблицу, из которой видно, что максимальное повышение прочности стали ЭП 836 при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне 45%, КСU 300 кДж/м2 достигается при обработке по предлагаемому способу. Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет сравнительно простыми методами увеличить прочность изделий из стали ЭП 836 на 10% при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне.Формула изобретения
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ преимущественно из высокопрочной мартеситностареющей стали ЭП 836, включающий обработку резанием горячекатаного прутка для получения изделий заданной формы и размеров и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных характеристик при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне 45% , KCU 300 кДж / м2 , перед обработкой резанием осуществляют холодную пластическую деформацию со степенью 30 - 40%, старение проводят двукратное, сначала при 530 - 550oС с выдержкой 1 - 1,5 ч, а затем при 450 10oС с выдержкой 4 - 4,5 ч, с охлаждением на воздухе.
Похожие патенты:
Способ термической обработки стали // 2002819
Способ термической обработки ферритной стали // 2001128
Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу изготовления из ферритных сталей изделий с повышенной демпфирующей способностью, магнитной индукцией, которые при эксплуатации подвергается динамическим нагрузкам
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки быстрорежущих сталей, и может быть использовано в различных отраслях машиОБгии , раыть шиностроения
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения горячекатаных полос из коррозионно-стойких хромоникелевых сталей аустенитного класса
Способ термической обработки изделий // 1812798
Способ термообработки изделий // 1782243
Способ обработки инструмента // 1770389
Способ обработки хромомарганцевых сталей // 1765206
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения твердосплавного и алмазного инструмента, для бурения горных пород
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к термической обработке сварных соединений из дисперсионно-твердеющих сталей, относящихся к классу мартенситно-стареющих и работающих в условиях вибрации, высоких температур и агрессивных сред
Изобретение относится к абразивным микропорошкам с размером кристаллов от 0,2 до 2 мкм на основе оксидов алюминия и 3d-металла, в частности, хрома, железа, титана, ванадия и др., используемых для полирования и окончательной доводки поверхности высокоточных изделий из металла, стекла и камня с целью придания им минимальной шероховатости поверхности и достижения высших классов точности размеров и геометрических форм
Способ термической обработки конструкций // 2129166
Изобретение относится к области термической обработки конструкций, выполненных из дисперсионно-твердеющих сплавов и работающих в условиях как высоких, так и низких температур, вибраций и агрессивных сред, в частности обработке паяно-сварных конструкций, содержащих детали из мартенситно-стареющей стали и дисперсионно-твердеющего никелевого сплава
Упрочненный осаждением сплав // 2135621
Изобретение относится к классу металлических сплавов на основе железа, в которых упрочнение основано на выпадении в осадок частиц с квазикристаллической структурой, получаемой при времени выдержки до 1000 ч и температуре старения до 650oС, при этом сплавы обладают увеличенной прочностью на разрыв, достигающей по меньшей мере до 200 МПа
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, при производстве дросселей, магнитных усилителей, трансформаторов
Изобретение относится к области термической обработки массивных слитков и заготовок из стали мартенситного класса, применяемых в атомной энергетике, судовом и химическом машиностроении
Изобретение относится к области термической обработки массивных слитков и заготовок из стали мартенситного класса, применяемых в атомной энергетике, судовом и химическом машиностроении
Способ обработки сталей // 2181776
Изобретение относится к области металлургии железа, более конкретно к изменению физических свойств стали путем деформации, в том числе горячей, и может быть использовано при обработке давлением заготовок и деталей высоконагруженных конструкций из сталей