CZ2013282A3

CZ2013282A3 - Způsob tepelného zpracování polotovarů z TRIP oceli

Info

Publication number: CZ2013282A3
Application number: CZ2013-282A
Authority: CZ
Inventors: Hana Jirková; Bohuslav Mašek
Original assignee: Západočeská Univerzita V Plzni
Priority date: 2013-04-13
Filing date: 2013-04-13
Publication date: 2014-11-26
Also published as: CZ304832B6

Abstract

Způsob výroby polotovarů z TRIP ocelí, kdy je ocelový polotovar požadovaného tvaru z teploty austenitu zachlazen na teplotu bainitické přeměny, a poté je opět ochlazen na teplotu okolí. Ocelový polotovar požadovaného tvaru je z teploty austenitu chlazen na teplotu okolí přímo, vhodně řízenou rychlostí kontinuálního chlazení, bez izotermické prodlevy.

Description

Způsob tepelného zpracování polotovarů z TRIP ocelí

Oblast techniky

Navrhované technické řešení spadá do oblasti výroby ocelových vývalků z TRIP ocelí přímým řízeným ochlazováním bez izotermické výdrže na teplotě bainitické prodlevy.

Dosavadní stav techniky

Ocelové produkty s výraznou podélnou osou jsou zpravidla vyráběny válcováním. Proces probíhá zpravidla tak, že z původního polotovaru je postupnými redukcemi měněn průřez polotovaru na požadovaný průřez finální. Válcování může být podle uspořádání válců podélné, příčné^ nebo kosé. Po válcování zpravidla dochází k dalšímu zpracování, které má za úkol zabezpečit modifikaci struktury, a tím dosažení požadovaných vlastností. To se děje zpravidla tepelným zpracováním bylo-li válcování provedeno zastudena nebo í přímo termomechanickým zpracováním zdoválcovací teploty, v případě, že válcování bylo provedeno zatepla. Různými postupy chlazení z teploty austenitu jsou modifikacemi získávány různé typy struktur. Může se jednat o klasické struktury feritické, perlitické, feriticko-perlitické, bainitické nebo martenzitické. U moderních ocelí jsou používány struktury vícefázové. Tyto umožňují dosažení mimořádných mechanických vlastností Jako je zejména zvýšení pevnosti^ při současném zachování dobrých plastických vlastností. Především zachování tažnosti materiálu. Jednou z takových struktur je i struktura obsahující ferit, bainit a austenit. Tato struktura se nazývá TRIP (Transformation Induced Plasticity). Charakteristickým znakem tepelného zpracování tohoto typu oceli je několikaminutová izotermická prodleva, při které dochází křížené bainitické s

transformaci, jak je znázorněno na ®br. 1. Tato prodleva technicky komplikuje celý proces zpracování tím, že je zpravidla nutno ve výrobních linkách provést ·» ? 5 » i » .· i · 9 / 4 -i 9 f » » investičně náročné úpravy, aby bylo možno dosáhnout definovaného profilu ochlazování s požadovanou bainitickou prodlevou , tj. výdrží na definované konstantní teplotě. Především tato technická komplikace vede k tomu, že se tyto oceli uplatňují doposud především ve výrobě plechů. U ostatních produktů tato metoda nebyla zatím v širší míře zavedena. Je znám patentový dokument ě( DE102005051052 jenž popisuje ochlazování válcovaného výrobku zTRIP oceli, jenž je řízeně chlazen z teploty austenitu v rozmezí 770 až 830PC nejdříve na teplotu 650 až 730fC, a poté až na teplotu 320 až 48Ů°C, přičemž na teplotě · * . ·» bainitické přeměny nedochází k izotermické prodlevě a v průběhu ochlazování nedochází k tvorbě perlitu.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky používaných způsobů výroby odstraňuje způsob výroby charakteristický tím, že je ocelový polotovar požadovaného tvaru z teploty austenitu zachlazen kontinuálním chlazením na teplotu bainitické přeměny a poté je opět ochlazen na teplotu okolí přímo, vhodně řízenou rychlostí kontinuálním chlazením bez izotermické prodlevy jak je vidět na obr. 2, tak, že vznikne vícefázová struktura obsahující ferit, bainit a zbytkový austenit i jak je vidět na obr. 3.

Přehled obrázků m

Na obr. 1 je znázorněn dosavadní charakteristický postupu výroby TRIP oceli ochlazováním z teploty austenitu s izotermickou prodlevou. Na obr. 2 je znázorněn nový způsob výroby TRIP oceli kontinuálním ochlazováním z teploty austenitu bez izotermické prodlevy s řízeným ochlazováním. Na obr. 3 je znázorněno schematické znázornění mikrostruktury TRIP oceli vzniklé i 9 kontinuálním ochlazováním bez izotermické prodlevy skládající se z feritu (F), bainitu (B) a zbytkového austenitu (RA).

Přiklaď provedení vynálezu

Zatepla vy válcovaná tyč z oceli CMnSi o chemickém složení viz tab. 1 je z doválcovací teploty 850^ až 83Q°C přesunuta na chladící lože, na kterém je kontinuálně chlazena v rozmezí teplot 85(^€| až 700|c průměrnou rychlostí 3,5 °C/s, v rozmezí teplot 70(^0 až 60CFC průměrnou rychlostí 2 °C/s, v rozmezí teplot 60θ|Μ až 500PC průměrnou rychlostí 1,3 °C/s, v rozmezí teplot 50θΜ až 400i°C průměrnou rychlostí 1 °C/s, v rozmezí teplot 400[M| až 30Q°C průměrnou rychlostí 0,7 °C/s, v rozmezí teplot 30C^ až 200fC průměrnou rychlostí 0,5 °C/s a potom do vychlazena na vzduchu tak, že celá křivka chlazení prochází feritickým nosem, kde dochází k tvorbě feritu, míjí perlitický nos, čímž se zabraňuje tvorbě lamelámích karbidů, a vstupuje do bainitického nosu, kde při kontinuálním chlazení bez prodlevy dochází k neúplné transformaci austenitu na bainit, přičemž se neztransformovaný zbytkový austenit díky dostatečné teplotě v této oblasti obohacuje difúzí uhlíkem a tím se stabilizuje tak, že po následném postupném ochlazování na teplotu okolí zůstane ve struktuře zachován. Legující prvky, jako křemík a mangan ^zabraňují během tohoto ochlazování precipitaci karbidů a tím k ochutzení zbytkového austenitu.

c	Si	Mn	Cr	Nb	P	S
0,2	1,79	1,5	0,008	0,059	0,007	0,005

Tab. 1: Chemické složení materiálu vyjádřeno hmotnostních procentech

Průmyslová využitelnost

Vynález lze široce uplatnit v oblasti metalurgie při výrobě ocelí či různých slitin zejména pro strojírenský průmysl.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY • Způsob tepelného zpracování polotovaru z TRIP oceli na vícefázovou strukturu obsahující bainit, ferit a zbytkový austenit, kdy je ocelový polotovar požadovaného tvaru z teploty austenitu zachlazen kontinuálním chlazením na teplotu bainitické přeměny a poté je ochlazen na teplotu okolí, vyznačující se tím, že ocelový polotovar požadovaného tvaru je z teploty austenitu řízené kontinuálně chlazen, v rozmezí teploty ohřevu až po teplotu 600PC probíhá průměrnou rychlostí vyšší než je rychlost, při které dochází k tvorbě perlitu, v rozmezí teplot 600^0 až 400PC probíhá průměrnou rychlostí 5 až 0,5 °C/s, v rozmezí teplot 400^€| až 200^C probíhá průměrnou rychlostí 2 až 0,5 °C/s, přičemž ochlazovací křivka prochází feritickým a bainitickým nosem a míjí perlitický nos.