Способ термомеханической обработки сталей и сплавов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик пп 548636 (61) Дополнительное к авт. овид-ву (22) Заявлено 19.11.75 (21) 219!167/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень Л" 8

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) М. Кл. - С 21D 7/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.785.79 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Я. И. Минухин, В. И. Повар, T И. Свердлова, М. Л. Дробинский,и М. Л. Бернштейн

Научно-исследовательский институт автотракторных материалов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области термомеханпческой обработки сталей и сплавов.

Известен способ высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) сталей и сплавов, представляющий собой сочетание нагрева в область стабильного аустенита, определенной выдержки в этой области, последующей деформации и немедленной закалки на мартенсит.

Известен способ термомеханической обработки, включающий аустенитизацию, пластическую деформацию и закалку, при котором деформацию проводят дробно.

Однако влияние продолжительности междеформацпонных пауз на реализуемый комплекс свойств не изучено.

При проведении упрочнения по известному способу получаемые результаты нестабильны по уровню достигаемых свойств, велик разброс данных, затруднена воспроизводимость результатов.

С целью повышения механических свойств и стаоильности предлагается дробную деформацию проводить с регламентированными ме>кдеформационными паузами, обеспечивающими протекание динамической полигонизации, причем для сталей средне- и высокоуглеродистых малолегированных деформацию проводят с междеформационными паузами

10 — 15 сек, для сталей средне- и высокоуглеродистых среднелегпрованных — 30 — 45 сек., для углеродистых сталей высоколегированных — 45 — 90 сек.

Как известно, динамическая полигонизация — процесс диффузионный, для развития и завершения которого требуется определенное время. Если продолжительность междеформационной паузы недостаточная, т. е. процессы динамической полигонизацпи не успе10 вают развиться, то последующая закалка фиксирует состояние горячего наклепа. Комплекс свойств прп такой обработке сравнитель= но невысокий и нестабильный.

Если междеформационная выдержка боль15 ше, чем оптимальная (гранпцы которой указаны выше), то в структуре начинают протекать процессы динамической рекристаллизации. Последняя сопровождается значительным снижением свойств.

70 Средне- и высокоуглеродпстые малолегированные стали (например, ст. 40Г), обработанные по предлагаемому способу, характеризуются следующими свойствами.

0В, кг/мме 220 †2

25 от, кг/мм- 181 †1 о % 4,2 — 5,1 ч7 % 43 — 48

Средне- и высокоуглеродистые среднелегированные стали (40Х2Н2ВА) имеют следую30 щие свойства:

548636

Механические свойства

Междеформационная пауза, сек. кг/мм т, к г/мм -

40 +

46 2

4,5 + 0,3

4,5 0,3

226 4

224 4

190 4

185 4

46+ 2

35 4

224*4

227 8

4,8 0,3

3,0 0,7

185 4

165 8

544

1908

7,0 1

158 8

55 2

55 2

225+4

225 4

220+4

180 4

178 4

178+4

17 0,5

18 0,5

57+2

20.ь 0,5

225 8

190+ 8

45 4

62=5

13 1,5

24+8

160 8

151 8

285 4

280 4

250+4

248 4

10,0 0,5

10,0 0,5

28+2

28 2

248+ 4

230+8

12,0 0,5

7+1,0

30+2

24= 4

280+4

290+8

20

38 5 36=-8

18 <- 1

268 8

120 ов, кг/мм-" 216 †2

m, кг/ммз 174 †1 о, % 16,5 — 20,5 ч." % 53 — 60

Стали углеродистые высоколегпрованные (47Х834) имеют следующие свойства: ов, кг/мм 276 — 290

0Т, кг/мм - 244 †2 о 9,5 — 12,5

% 26 — 32

Для <малоуглеродистых сталей данный <метод упрочнения применим только в случае их микролегирования сильными карбидообразующпми элементами, например, Nb, V.

Способ возможен как в объемном, так и в поверхностном вариантах упрочнения.

Продолжительность междеформационной паузы зависит от состава стали, температуры аустенитизации, скорости деформирования, заданной деформации (общей и за один проход), а также от числа проходов. При оптимально выбранных параметрах тер<момеханического упрочнения продолжительность ме>кдеформационной паузы определяется химическим составом и находится в вышеуказанных пределах.

Как известно, дробное деформирование предполагает проведение пластической деУсловия осуществления способа

Пластины из стали 40 Г

Обработка: нагрев до 950 С, деформирование прокаткой с обжатнем 15 за 1 проход.

Общая деформация 45 о,.

Последеформационная выдержка

10 сек.

Охлаждение водой. Отпуск 200 -С, 1 час.

Пластины из стали 40><2Н2ВА

Обработка: температура аустеннтизации + 1050 С, деформация +930 С, дробная деформация на линейном стане с обжатием 15% за 1 проход.

Число проходов — 3

Последеформационная выдержка

15 сек., охлаждение водой отпуск 200 С, 1 час.

Круг из стали 47Х8 В4.

Обработка: температура аустенитизации -+-1100 С, температура начала деформирования +950 С.

Дробная деформация прокаткой за 3 прохода с суммарным обжатием 50% (20 —:15 — 15).

Последеформационная выдержка

30 сек. Охлаждение водой отпуск 200 С, 1 час. формации за несколько проходов (вместо o;\ного) прп постоянном суммарном оожатпп.

Это позволяет снизить уровень энергии, единовременно вно< пмой в металл. Состояние

5 металла, подвергнутого дробному дсформнрованию с регламептпрованнымп деформационными паузами, отвечает умеренному горячему наклепу. Процесс динамической полигоннзации, который начинает развиваться в хо10 де горячей деформации и доли ен завершиться во время междефор»aционных пауз, при= водит к формированию весьма устойчивой субструктуры.

Последняя может задерживать дислокации

15 и способствовать локализации деформации в объеме субзерна, т. е. способствовать упрочнению, или пропускать дислокации на ходу, т. е. способствовать релаксации опасных локальных перенапряжений. Это уменьшает

20 опасность возникновения хрупкого разрушения.

Как видно из таблицы, наиболее высокий и стабильный комплекс прочностных и пластических свойств имеют стали, обработанные

25 предлагаемым способом с регламентированными междеформационными паузами.

Благодаря повышенным механическим свойствам стойкость изделий, обработанных IIo предлагаемой схеме, повысится на 18 — 20%.

548G36

Формула изобретения

Составитель Г, Шевченко

Тскред Л. Гладкова

1;орректоры: Н. Аук и Л. Котова

Редактор E. Дайч

Заказ 365/7 Изд. ¹ 258 Тираж 669 Подписное

Ц1-!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

Ilo дслаги изобретений и открытий

113035, Москва, ?К-35. Рау>нская паб., д. 4/5

Типография, п». Саптпова. ?

1. Способ термомеханической обработки сталей и сплавов, включающий аустенитизацию, дробную пластическую деформацию и закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и их стабильности, дробную пластическую деформацию проводят с регламентированными междеформационными паузами, обеспечивающими протекание динамической полигонизацип.

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что деформацию среднеуглеродистыi и высокоуглсродпстых малолегированных сталей проводят с междеформационнымп паузами

10 — 15 сек.

5 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что деформацию среднеуглеродпстых среднелегированных сталей проводят с междефор= мационными паузами 30 — 45 сек.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, 10 что деформацию углеродистых высоколегпрова>шых сталей проводят с междеформационными паузами 45 — 90 сек.