Способ сфероидизирующей обработкистали

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р»850699 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 310179 (21) 2758151/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет— ()публиковано 300781, Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 3007.81

Р11 М. Кл.

С 21 D 8/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.785. .79(088.8) А.А.Баранов, А.А.Минаев, С.П.Ефименко, B.Ë.Ïèëþûåíêî, A.Ë.Геллер, Н.Ф Легейда, В.Г.Конарев, В.П.Горбатенко, :-т

С.В.Устименко, В.М.Краснопольский и Л.В. Коваленко:"..-. (72) Авторы изобретения

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени полит хнЙМский мам. институт и Украинский научно-исследовательский институт металлов (71) Заявители (54) СПОСОБ СФЕРОИДИЗИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛИ

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к производству сортового проката с пониженной твердостью.

Известен способ сфероидиэирующей обработки стали, заключающийся н нагреве до температуры ныше А,, охлаждении до температуры ниже Аг„, выдержке при этой температуре и

10 последующем охлажд нии на воздухе (11.

В результате такой обработки в углеродистых и легированных заэвтектоидных сталях образуется структура зернистого перлита, характеризующаяся пониженной твердостью.

Указанный способ непосредственно не может быть применен для конструкционных доэнтектоидных сталей, в структуре которых наблюдается заметное количество структурно свободного феррита.

Известен способ обработки стали, в котором рекомендовано перед сферо. .идизирующим отжигом производить закалку стали, н том числе закалку с прокатного нагрева (2).

Однако в тех случаях, когда наличие в структуре пластинчатого перлита совершенно недопустимо, режимы отжига остаются весьма дли- 30 тельными и не нсегда обеспечивают требуемое качество. металла. Напри мер, сталь 45, предназначенная для изготовления изделий методом холод" ной чистовой вырубки, должна иметь 2. предел прочности не более 52 кгс/мм при структуре, состоящей полностью иэ зернистого перлита. Такие свойства удается получить (к тому же, недостаточно стабильно) лишь после отжига с иэотермической выдержкой при субкритической температуре не менее 30 ч или после циклического отжига с 3 циклами. В структу,ре при этом зачастую встречаются участки пластинчатого перлита.Интервал отжигаемости стали 45 оказывается очень узким, что создает большие. затруднения при проведении отжига.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ сфероидизирующей обработки стали, включающий нагрев, горячую прокатку с окончанием при 10001070 С прерванную закалку с окончанием 400-700 С и последующий сфероидизирующий отжиг по режиму, нагрев до Ао (10-15 С), выдержку, 850699 охлаждение до 680-690оС и выдержку до завершения распада аустенита (3).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает необходимой степени сфероидизации и снижения твердости, а также в длительности сфероидизирующего отжига.

Цель изобретения — увеличение степени сфероидизации и снижение твердости при одновременном сокращении длительности сфероидизирующего отжига.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сфероидиэирующей обработки стали, включающем нагрев, горячую прокатку, закалку и сфероиДизирующий отжиг, раскат перед последними 1-3 пропусками подстуживают до Аг + (10-15оС) и осуществляют э прокатку со степенью деформации не менее ЗОЪ, а сфероидизирующий.отжиг производят циклически.

Сфероидизирующий отжиг производят в два цикла путем нагрева до

750-770 С, выдержки, охлаждения до

680-700оС и выдержки до завершения распада аустенита.

Прокатка при пониженных температурах приводит к сохранению в аустените и последующей передаче мартенситу большей плотности дефектов кристаллического строения. Эти дефекты сохраняются в феррите при последующем нагреве на отжиг и передаются в значительной степени аустени ту. На дефектах возникают скопления углеродных атомов и карбидные частицы, которые служат центрами кристаллизации при последующем абнормальном эвтектоидном распаде, Кроме того, при нагреве стали, закаленной после прокатки при пониженных температурах, перед аустенитизацией сохраняется большее количество карбидных частиц. B результате отмеченных особенностей структуры . затрудняется сдвиговое превращение, и в большей мере реализуется нормальный механизм превращения. Возникают зерна аустенита, более разоориентированные относительно друг друга. Границы этих зерен служат предпочтительными местами выделе.ния карбидов.

После сфероидизирующего отжига с однократной фазовой перекристаллизацней получается структура зернистого перлита, но твердость оказывается повышенной из-за сохранения зна.— чительной плотности дефектов криста>т=. лического строения в феррите. Существенного умягчения удается достичь с помощью циклического отжига. После двух-трех циклов нагрева и охлаждения зернистая структура сохраняется, а твердость существенно понижается в связи с уменьшением плотности

5 (0

f>

d0

65 дефектов кристаллического строения в феррите.

Температура конца прокатки во избежание выделения доэвтектоидного феррита должна быть не ниже Аг . Интервал Аг + (10-50аС) задан иэ технологических соображений. Иинимальная стелень деформации ЗОЪ оговор чу-Б связи с необходимостью пзх1учения после прокатки определенной субструктуры.

Пример. Заготовки из стали

45 нагревают до 1100 С. Часть заготовок прокатывают при этой температуре, другую часть перед прокаткой подстуживали до 850оС. Степень деформации при прокатке составляет

40Ъ. После выхода из валков прокатанные заготовки закаливают в воде. Возможно также и проведение прерванной закалки. Затем производят сфероидизирующий» отжиг по следующим режимам: а) нагрев до 750ОС, выдержка

10 мин, охлаждение с печью до 690 C выдержка 4 ч, охлаждение на воздухе; б) нагрев до 750 С, выдержка

10 мин, охлаждение с печью до 690 С, выдержка 30 ч,охлаждение на воздухе; в) циклический отжиг с двухкратным нагревом до 750 С, выдержкой о

10 мин, охлаждением с печью до 690 С, выдержкой 1 ч, окончательным охлаждением на воздухе; г) циклический отжиг с трехкратным нагревом до 750оС, выдержкой

10 мин, охлаждением с печью до 690 С, о выдержкой 1 ч, оконч атель ным охлаждением на воздухе; д) циклический отжиг с двухкратным нагревом до 770 С, выдержкой

10 мин, охлаждением с печью до 690 С, о выдержкой 1 ч, окончательным охлаждением на воздухе.

Заготовки, прокатанные при 1100 С, после обработки по режиму а) имеют твердость 183НВ и структуру, состоящую из 70Ъ зернистого и ЗОЪ пластинчатого перлита. После обработки по режиму б) эти заготовки имеют твердость 149НВ, но в структуре сохраняется около ЗОЪ пластинчатого перлита. После обработки по режиму в) твердость составляет 158НВ при структуре, состоящей на 80Ъ из зернистого и на 20Ъ иэ пластинчатого перлита.

Лишь режим г) приводит к получению

90Ъ зернистого перлита при твердости 149НВ, Повышение температуры аустенитизации (режим д) приводит к увеличению количества пластинчатого перлита до 60Ъ, твердость 163НВ.

Заготовки, прокатанные при 850>С, после всех вариантов термической обработки имеют структуру зернистого йерлита. Твердость составляет соответственно 192, 163, 146, 143 и 146НВ.

Как видно из приведенных данных понижение температуры прокатки

850699

Формула изобретения

Составитель А, Секей

Редактор Е. Лушникова Техред А, Савка Кщ>рек тор В, Си ницк а я

Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6252/34

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 перед последующей закалкой увеличи- вает степень сфероидизации цементита при отжиге. Однако, требуемое снижение твердости достигается лишь при . циклической обработке. Отжиг с двумя циклами в этом случае дает такой же результат, как и трехцикловый отжиг после прокатки при 1100 С, причем полная сфероидизация достигается и в случае некоторого повышения температуры аустенитиэации.

Таким образом, использование предлагаемого способа-увеличивает степень сфероидизации цементита при сокращении длительности процесса примерно на 30%, а также расширяет интервал отжигаемости стали.

1. Способ сфероидизирующей обработки стали, преимущественно среднеуглеродистой, включающий нагрев, горячую прокатку, закалку и сфероидизирующий отжиг, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью увеличения степени сфероидиэации и снижения твердости при одновременном сокращении длительности сфероидизирующего отжига, раскат перед последними 1-3 пропусками подстуживают до Ar + (10-50С С) и осуществляют прокатку со степенью деформации не менее 30%, а сфероидизирующий отжиг производят циклически.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сфероидизирующий отжиг производят в два цикла путем. нагрева до 750-770 С, выдержки,, охо лаждения до 680-700оC и выдержки до завершения распада аустенита.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гуляев А.П. Металловедение.

M., Металлургия, 1977, с.. 307310.

20 2. Авторское свидетельство СССР

9 D 1/78, )969.

3. Термическая обработка металлов.

Тематический отраслевой сборник.

М 5, М., Металлургия, 1977, с.4425 47.