Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla

Abstract

Popisuje se zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla, kde v prvním kroku je ocelový polotovar ohrát na teplotu lezící pod pocátkem austenitizace dané oceli, tedy pod teplotu (Ac.sub.1.n.). V dalsím kroku je polotovar zpracován tvárením s intenzivní plastickou deformací na výsledný produkt. V prubehu intenzivní plastické deformace dojde pomocí deformacní energie ke zvýsení teploty na koncovou teplotu lezící v rozmezí mezi teplotami (Ac.sub.1.n.) a (Ac.sub.3.n.), címz dojde k cástecné transformaci feriticko-perlitické struktury na austenit. V posledním kroku je výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající pocátku bainitického nosu (B). Na teplote odpovídající pocátku bainitického nosu (B) je provedena prodleva v procesu ochlazování, címz dojde ke vzniku TRIP struktury. V záveru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí.

Classifications

C21D7/13 Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
View 7 more classifications

Landscapes

Show more

CZ303949B6

Czechia

Other languages
English
Inventor
Masek@Bohuslav
Jirková@Hana
Ronesová@Andrea
Jenícek@Stepán
Stádler@Ctibor

Worldwide applications
2011 CZ 2012 US

Application CZ20110612A events

Description

Způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla
Oblast techniky
Navrhované technické řešení spadá do oblasti provádění změn fyzikálních vlastností ocelí tvářením.
Dosavadní stav techniky
TRIP ocelí jsou vysoko-pevné vícefázové oceli obsahující ferit, bainit a zbytkový austenit. Tyto oceli byly vyvinuty pro plechové díly v automobilovém průmyslu. Jejich vysoká deformační schopnost však umožňuje jejich využití i pro jiné aplikace. Jedna z takových aplikací je i tváření za studená, za účelem dosažení požadovaného tvaru součásti. Při této deformaci za studená dochází k transformaci zbytkového austenitu na martenzit a podle tohoto jevu „Transformation Induced Plasticity“ je také TRIP ocel nazývána.
Dosavadní výroba těchto materiálů je zavedena zejména v oblasti produkce plechů. Existují dva základní postupy této výroby. První způsob využívá válcování plechu za tepla v oblasti úplné austenitizace a poté navazuje chlazení materiálu až do teplot odpovídající bainitickému nosu (Obr. 1). Při této teplotě se provede prodleva v procesu ochlazování, která vede k transformaci části metastabilního austenitu na bainit, přičemž ve struktuře zůstane zachována část zbytkového austenitu. Tento zbytkový austenit je po provedené prodlevě v procesu ochlazování dostatečně stabilní, aby zůstal zachován i při dalším ochlazení na teplotu okolí.
Druhý postup používá tváření materiálu za tepla a poté za studená (Obr. 2). Výsledným produktem je plech, který je poté interkriticky žíhán na teploty mezi Acj a Ac3. Tímto postupem dojde k neúplné austenitizaci materiálu a při jeho ochlazení je provedena, opět při teplotách odpovídající bainitickému nosu, prodleva pro vytvoření bainitu a stabilizaci zbytkového austenitu. Oběma postupy vzniká vícefázová struktura obsahující ferit, bainit a zbytkový austenit.
Nevýhodou tváření za tepla je, že materiál ohříván do oblasti úplné austenitizace, tzn. poměrně vysoko nad teplotu Ac3. Při této teplotě dochází zpravidla k intenzitnímu okujení povrchu, které způsobuje jak materiálové ztráty, tak zhoršuje povrchové vlastnosti produktu. Nutnost ohřevu polotovaru na vysokou teplotu je poměrně energeticky náročné. Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje navrhované technické řešení.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla. V prvním kroku je ocelový polotovar ohřát na teplotu ležící pod počátkem austenitizace dané oceli, tedy pod teplotu Aci. Ocelový polotovar je s výhodou vyroben z nízkolegované oceli legované Si, Mn, nebo Al.
Ve druhém kroku je polotovar zpracován tvářením s intenzivní plastickou deformací do podoby výsledného produktu. V průběhu tváření s intenzivní plastickou deformací dojde pomocí deformační energie ke zvýšení teploty na koncovou teplotu ležící v rozmezí mezi teplotami Aci a Ac3, tedy v rozmezí mezi teplotou počátku austenitizace a teplotou úplné austenitizace dané oceli. Tím dojde k částečné transformaci feriticko-perlitické struktury na austenit. Při teplotě ležící nad teplotou Aci je materiál dostatečně plastický, aby mohl být intenzivně deformován. Ve variantním řešení je intenzivní plastická deformace ve formě inkrementálního deformačního postupu, kde při tváření dochází k několika deformačním krokům.
- 1 CZ 303949 B6
V posledním kroku je výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající počátku bainitického nosu. Na teplotě odpovídající počátku bainitického nosu je provedena prodleva v procesu ochlazování, čímž dojde ke vzniku TRIP struktury. V závěru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí.
Zavedením technologie, která podstatně sníží teplotu tváření pod teplotu Ach dojde k celkové úspoře energie potřebné na ohřev polotovaru před tvářením. Navíc lze dosáhnout daleko větší kvality povrchu i přesnosti tvářeného produktu. Deformační energie je využita jako energie potřebná pro vznik TRIP struktury a zvýší teplotu polotovaru na potřebnou úroveň bez toho, aby muselo být teplo dodáno do systému zvenčí klasickým způsobem, tedy ohřevem. Navíc celý postup umožňuje významné zkrácení procesu a propojení s návazným řízeným ochlazováním, které nemusí probíhat odděleně, ale může být spojeno s předchozím procesem tváření. Tím může vzniknout energeticky efektivní výrobní řetězec termomechanického zpracování, který zároveň umožňuje výrobu produktů z TRIP ocelí.
Přehled obrázků na výkresech
Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na obr. 1 - dosavadní stav: tváření materiálu za tepla v oblasti úplné austenitizace, obr. 2 - dosavadní stav: tváření materiálu za tepla a poté za studená, s interkritickým žíháním, obr. 3 - navrhované řešení: tváření materiálu s využitím deformačního tepla.
Příklady provedení vynálezu
Při příkladném provádění způsobu dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla je použit ocelový polotovar z nízkolegované vysokopevné oceli typu TRIP obsahující 0,2 % hmotn. C, 1,4 % hmotn. Si, 1,8 % hmotn. Mn, přičemž zbytek do 100 % hmotn. tvoří Fe.
V prvním krokuje ocelový polotovar ohřát na teplotu ležící pod počátkem austenitizace Acy dané oceli, v tomto případě na teplotu 720 °C s výdrží 20 vteřin na této teplotě.
V dalším kroku je polotovar zpracován tvářením s intenzivní plastickou deformací na výsledný produkt. Tváření je v tomto případě ve formě inkrementální deformace při tváření příčným válcováním po dobu 20 vteřin.
V průběhu tváření s intenzivní plastickou deformací dojde pomocí deformační energie ke zvýšení teploty na koncovou teplotu ležící v rozmezí mezi teplotou počátku austenitizace Acj a teplotou úplné austenitizace Ac3. Koncová teplota v tomto případě činí 770 °C. Tím dojde k částečné transformaci feriticko—perlitické struktury na austenit.
V posledním kroku je výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající počátku bainitického nosu B, v tomto případě na teplotu 425 °C. Ochlazení proběhne tak, že křivka částečně protne oblast feritu F a zároveň neprotne oblast perlitu P. Na teplotě odpovídající počátku bainitického nosu B je provedena prodleva v procesu ochlazování po dobu 600 vteřin, čímž dojde ke vzniku TRIP struktury. V závěru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí. Příkladné provedení je patrné z obr. 3.

Claims (3)
Hide Dependent

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob dosažení TRIP struktury ocelí svyužitím deformačního tepla, vyznačující se t í m , že v prvním kroku je ocelový polotovar ohřát na teplotu ležící pod počátkem austenitizace dané oceli, tedy pod teplotu (Acj), v dalším kroku je polotovar zpracován tvářením s intenzivní plastickou deformací na výsledný produkt, přičemž v průběhu intenzivní plastické deformace dojde pomocí deformační energie ke zvýšení teploty na koncovou teplotu ležící v rozmezí mezi teplotami (Ac,) a (Ac3), čímž dojde k částečné transformaci feriticko—perlitické struktury na austenit, a v posledním krokuje výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající počátku bainitického nosu (B), přičemž na teplotě odpovídající počátku bainitického nosu (B) je provedena prodleva v procesu ochlazování, čímž dojde ke vzniku TRIP struktury a v závěru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí.
  2. 2. Způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že ocelový polotovar je z nízkolegované oceli legované Si a/nebo Mn a/nebo Al.
  3. 3. Způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že intenzivní plastická deformace je ve formě inkrementálního deformačního postupu, kde při tváření dochází k několika deformačním krokům.
    3 výkresy
    Seznam vztahových značek
    Ms - teplota počátku martenzitické transformace Ac, - teplota počátku austenitizace Ac3 - teplota úplné austenitizace
    F - oblast feritu
    P - oblast perlitu
    B - oblast bainitu.