Способ обработки сталей ледебуритногокласса

 

Союз Советскик

Социапистическиз

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ7©РСКОМУ СВ ЕТИЗЬСТВУ (>i) 806776 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1103 9 (2t) 2734246/22-02 (51)М. Кл.

С 21 0 7/14 с присоединением заявки йо

Государственны4 комнтет

СССР по дмам нзобретеннЯ н открытнЯ (23) Приоритет.

Опубликовано 230281. Бюллетень N9 7 (5Ç) УДК 621. 785. .369(088.8) Дата опубликования описания 03. 03. 81 сталей, сплавов и ферросплавов (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЕЙ ЛЕДЕБУРИТНОГО

КЛАССА

Изобретение относится к обработке металлов давлением и макет быть использовано при горячей прокатке, ковке, прессовании и т.п.

Известен способ производства сортовой ледебуритной стали (1).

Однако он не может полностью удовлетворить растущих требований к структурному состоянию карбидной фазы и металлической матрицы.

Известен также способ горячей прокатки высоколегированной подшипниковой стали 11Х18М (2).

Однако данный способ не обеспечи вает в готовом сорте диаметром 840 мм требуемые размер и характер распределения эвтектических карбидов. Так, согласно требованиям подшипниковой промышленности, максимальный рЪЪмер карбид4в должен быть в

1,5-2 раза меньше, чем в получаемом прокате, где он достигает 40-60 мкм.

Не удовлетворяются также требования к форме частиц: в основном это остроугольные карбиды, являющиеся концентраторами напряжений в деталях подшипников.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки сталей ледебуритного класса, по которому сталь непосредственно после горячей деформации подвергается отжигу при температуре выше температуры конца деформации и ниже температуры точки солидуса f3).

Недостатки данного способа заключаются в тбм, что он не позволяет измельчать карбиды, а напротив, 1О способствует их укрупнению в процессе отжига при 1200 С. В деформированной стали при высокотемпературном отжиге происходит значительный рост аустенитного зерна вследствие протекания собирательной рекристаллиэации, что ухудшает свойства стали и не позволяет сохранить в последней дисперсные избыточные фазы (карбиды и карбонитриды), выделившиеся при горячей деформации п повышающие

2О эксплуатационные свойства сталей,,особенно инструментальных и подшипниковых.

Цель изобретения — улучшение структуры стали. для достижения поставленной цели способ обработки сталей ледебуритного класса, включающий горячую деформацию и высокотемпературный отжиг, перед горячей деформацией проЗО изводят нагрев до 1100-1250 С и под806776

Формула изобретения

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 стуживание до температуры горячей дефофлации, а деформацию с последующим отжигом производят многократно, при этом деформацию производят при 850-1000 С со степенью 25-50%, а отжиг при 1100-1200 С.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят аустенитизацию стали в течение 1,5-2,5 ч при 1100-1250 С, соответствующей для данной стали верхнему пределу температурной области деформирования, подстуживается до 850-1050 С, т.е. не менее, чем на 50 выше температуры конца деформации, и деформируется с обжатием 20-50% за один проход, после 15 чего немедленно подвергается кратковременному (0,5-60 с) нагреву до

1100-1200 С, являющейся для. данной стали оптимальной температурой рекристаллиэации, т.е. такой, при Щ которой рекристаллизация завершается за технологически приемлемый промежуток времени (от долей секунды до десятков секунд). Как только пОлнОстью завершится первичная рВкристаллизация матрицы, сталь снова подстуживается до 850-1000 С, деформируется с F =25-50%, затем опять нагревается до 1180 для протекания рекристаллиэации — и так 2-10, раз (до получения конечного размера сорта), При многократном повторении деформации при указанной температуре .и кратковременного отжига для протекания рекристаллизации матрицы, происходит измельчение карбидов, обусловленное низкой температурой и высокой степенью деформации; сфероидизация механически раздробленных частиц карбидов, ускоряющаяся одновременно протекающими процессами разу-4р прочнения; более равномерное распределение карбидной фазы в матрице; значительное измельчение аустенитного зерна; выделение из пересыщенного твердого раствора множества

45 мельчайших (О, 01-0, 5 мкм) частиц избыточных Фаз, декорируищих полученную дислокационную структуру.

Поскольку скорость протекания процессов разупрочнения контролируется целым рядом факторов, то для выбора оптимальной температуры кратковременного последеформационного нагрева для каждого конкретного случая нужно знать кинетику рекристаллизации горячедеформированного аусте- 55 нита ледебуритной стали во всем интервале температур деформнрования.

Зная кинетику рекристаллизации, можно предупредить рост аустенитного зерна, прекращая последеформационный ц) нагрев к момент. завершения первичной: рекристаллизации (не допуская начала собирательной).

ВНИИПИ Заказ 184/45

Il р и м е р. Берут образцы стали

11я18М, полученной при горячей прокатке, размером 20х20 100 мм и аустениэируют в течение 30 мин при 1180 С.

Образцы переносятся в печь с температурой 900 С, выдерживаются 5-7 мин для выравнивания температуры по всему сечению и прокатываются за один проход с обжатием F =25%. Непосредственно после деформации образцы помещаются на 60 с в печь с температурой 1180 С. Этот цикл — подстуживание до 900О, деформация, кратковременный нагрев до 1180ОС, повторяется четыре:раза, после чего образцы охлаждаются на воздухе.

Предложенный способ позволяет снизить максимальный размер крупных (единичных) карбидов с 40-60 до 1720 мкм; диаметр аустенитного зерна с 60-80 до 5-10 мкм; карбидную неоднородность — на 1 балл; объемную долю крупных карбидов (диаметром более 9 мкм) — в два раза.

Кроме того, способ позволяет получить структуру,-состоящую из равноосных рекристаллиэованных зерен, в которых равномерно распределены сфероидизированные частицы эвтектических карбидов и большое количество дисперсных выделений избыточных фаз. Такая структура является предпочтительной для деталей, работающих в условиях окислительно износа, по сравнению с полученной по обычной технологии, где зерна сильно вытянуты, вдоль направления прокатки, карбиды имеют остроугольную форму, а дисперсные частицы расположены цепочками по границам зерен и линиям скольжения.

Способ обработки сталей ледебуритного класса, включающий горячую деформацию и высокотемпературный отжиг, отличающийся тем„ что, с целью .улучшения структуры стали, перед горячей деформацией производят нагрев до 1100-1250 С, и подстуживание до температуры горячей деформации, а деформацию с последующим отжигом производят многократно, при этом деформацию производят при 850-1000 С со степенью

25=50%, а отжиг при 1100-1200 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дэугутов М.Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. М., "МеталлуРгия", 1977, с. 480.

2. ТУ-14-1-631-73.

3. Авторское свидетельстве СССР

Р 431244, кл. С 21 0 1/78, 1972.

Тираж 629 Подписное