CS246105B1 - Způsob tváření výkovků ze stabilizovaných chromniklových austenitických ocelí - Google Patents

Abstract

Způsob tváření výkovků ze stabilizovaných chromniklových austenitických ocelí spočívající v tom, že se nejméně 20 % redukce výchozího průřezu ingotu dosahuje kováním v úzkém rozmezí teplot rekryataíizace licí struktury. Aplikací tohoto způsobu kování . dochází k rozrušení primární licí struktury a zjemnění zrna v povrchových vrstvách výkovků natolik, že ultrazvuková kontrola ani při aplikaci šikmé sondy přenášející příčné vlnění nezaznamenóvá klamné indikace, jež nelze odlišit od skutečných vad.

Description

Vynález se týká způsobu tváření výkovků z austenitických ocelí stabilizovaných titanem, niobem a tantalem, zaručujícího jejich jemnozrnnost a ultrazvukovou průchodnost při aplikaci přímé i úhlové sondy.

Výroba velkých výkovků ze stabilizovaných >a-.;stenitických ocelí je poznamenána nejistotou, zda polotovar bude dostatečně jemnozrnný a tím i ultrazvukově průchodný. Protože jde o oceli bez překrystalizace, o příětí zrnitosti výkovku se rozhoduje již při tváření a tepelné zpracování má jen druhořadý vliv. Při zcela stejném režimu tepelného zpracování - rozpouštěcím žíhání - se získávají výkovky lišící se zrnitostí ve značném rozsahu.

Zvlášl nepříjemným jevem je existence hrubozrnných povrchových oblastí, která sice nebrání ultrazvukovému zkoušení výkovků přímou sondou, ale při aplikaci úhlové sondy přenášející příčná vlnění se tyto hrubozmné oblasti indikují jako defekty. Výrobci výkovků ze stabilizovaných ocelí tak nemohou plnit požadavky na ověřování kvality výrobků ultrazvukem (při ultrazvukové neprůchodnosti), vyřazují zdravé výkovky z dalšího použití (při existenci povrchových hrubozrnných oblastí) nebo musejí požadavky na ultrazvukovou kohrolu odmítat, příp. akceptovat ekonomicky nevýhodnou cestu výběru vyhovujících výkovků z většího počtu zhotovených. Teoretickou příčinou existence povrchových hrubozrnných oblastí je samostatně i společně se uplatňující projev původní licí struktury a její dědičnosti ve spojení s abnormální rekrystalizací. Oba tyto projevy jsou za jinak stejných podmínek (např. lokální stav napjatosti, lokální stupeň deformace) závislé na obsahu stabilizačních prvků v tuhém roztoku a na lokálním stupni deformace, tedy faktorech, která významně ovlivňuji skutečnou rekrystalizační teplotu výchozího polotovaru s primární licí strukturou. Při vysokém stupni deformace je rekrystalizační teplota i při větším obohacení tuhého roztoku stabilizačním..prvkem natolik nízká, že se účinky stabilizačního prvku neprojevují. Při malém stupni deformace, např. v povrchových vrstvách pod kovadly, kdy již samotným vlivem malého stupně deformace je rekrystalizační teplota vysoká, na úrovni 1 080- 1 150 °C, je však příspěvek stabilizačních prvků natolik významný, že se projeví. Pod kovadly potom k rekrystalizaci nejen nedochází nebo dochází jen za vzniku hrubého sekundárního zrna, ale navíc po hranicích subzrn vyprecipitují dispersní karbonitridy titanu, které krystalografickou orientaci v rámci původních zrn stabilizují. Stabilizace krystalografické orientace je přitom tak vysoká, že se ji nedaří v rámci primárních zrn ani dalšíml.tvářením narušit a na povrchu zůstávají zachovány hrubozrnné oblasti.

Ke stabilizaci a dědičnosti primární licí struktury přispívá dále skutečnost, že se povrchové vrstvy ingotu v době mezi vyjmutím z ohřívací pece a okamžikem započetí kování, a dále při.styku s relativně studenými kovadly, ochladl. Protože počáteční teplota kování leží těsně nad rekrystalizační teplotou oceli s primární strukturou podrobené malým stupňům deformace, povrchové vrstvy ingotu (pod kovadly) tvářené v podstatě pod rekrystalizační teplotou zpevňují a vznikají v důsledku různého přetvářného odporu povrchových a vnitřních vrstev lepší podmínky pro rekrystalizaci oblastí hluboko podpovrchových.

Uvedené nedostatky odstraňuje řešení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na základě znalosti teoretických příčin výskytu hrubozrnných oblastí a v té souvislosti zvláště rekrystalizačnich teplot oceli s primární strukturou při nízkých stupních deformace, optimální tvářecí teploty, jež činí 1 090 - 1 130 °C, úlohy stabilizačních přísad při brzdění rekrystalizace a zpevňování nerekrystalizovaných nebo jen částečně zrekrystalizovaných povrchových oblastí se podmínky ohřevu ke kování voli tak, aby rekrystalizace mohla probíhat i v místech prodělávajících minimální plastickou deformaci, tj. v povrchových vrstvách pod kovadly.

Podle uvedeného vynálezu se primární licí struktura povrchových vrstev rozbíjí kováním ingotu příp. předkovku s obvyklým tepelným spádem po průřezu (povrch chlednějěí než podpovrcho vé oblasti) tak, že se v jednom, ale zpravidla ve dvou nebo více žárech ingot či předkovek kove v úzkém rozmezí kovacích teplot, při nichž probíhá rekrystalizace i v povrchových vrstvách deformovaných při nejnižěím stupni deformace a po němž celkový stupeň deformace ingotu činí alespoň 20 Optimální rozmezí kovacích teplot činí např. u některých ocelí 1 170 až 1 070 °C a účinek tohoto kování v tomto úzkém tepelném rozmezí v počátcích tvá3 ření se.zdůrazňuje použitím slabých úderů pod lisem. Teprve po rozbití primární struktury povrchových vrstev uvedeným způsobem lze aplikovat žáry vyznačující se nižší teplotou ohřevu, jíž se sleduje dosaženi jerinozrnnosti výkovku.

Uvedeným způsobem tváření se dosahuje rozbití primární licí struktury ve zchladlých a malému stupni deformace vystavených povrchových vrstvách, čímž se snižuje jejich rekrystalizační teplota a vytvářejí se předpoklady pro její další zjemnění v následných deformačních krocích za nižších teplot. Jemnozrnné kovová matrice povrchových vrstev je dobře ultrazvukové průchodná a výkovky s jemnozrnným povrchem tak mohou být ultrazvukově zkoušeny i za použití šikmé sondy. Jen tak lze spolehlivě odlišit výkovky s vadami ležícími v malých hloubkách pod povrchem od výkovků s nejvyšší jakostí.

Příkladem použití nového způsobu kování stabilizovaných austenitických ocelí je volné kování 3 výkovků o hrubých rozměreoh 0 260 mm a délce 1 000 mm z výchozího ingotu I 2j2. Kovářská pec se topí na teplotu 1 150 - 1 170 °C a doba ohřevu se volí tak, aby byl ingot právě prohřátý v celém průřezu. Ve dvou či třech žárech se v rozmezí teplot 1 170 °C až 1 050 °C zhotoví předkovek φ 280 mm. V dalších žárech, při nichž se aplikuje teplota ohřevu 1 050 °C, zaručující jemnozrnnost konečného výkovku, se přes hrany prekove polotovar na konečný průřez a dále se děli na tri části. Kování probíhá za použití hovných kovadel, dokovací teplota činí 850 °C.

Claims (1)

1. Způsoff tváření výkovků ze stabilizovaných chromniklových austenitických ocelí zajištující ultrazvukovou průchodnost povrchových vrstev výkovku při aplikaci šikmé sodný přenášející příčné ultrazvukové vlnění vyznačený tím, že se kováním provede nejméně 20 % redukce výchozího průřezu ingotu v rozmezí teplot rekrystalizace licí struktury i v místech, prodělávajících nejmenší stupeň plastické deformace, tj. pod. kovadly.