PL219414B1 - Sposób obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznej - Google Patents
Sposób obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznejInfo
- Publication number
- PL219414B1 PL219414B1 PL396431A PL39643111A PL219414B1 PL 219414 B1 PL219414 B1 PL 219414B1 PL 396431 A PL396431 A PL 396431A PL 39643111 A PL39643111 A PL 39643111A PL 219414 B1 PL219414 B1 PL 219414B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- temperature
- max
- austenitizing
- cooling
- isothermal
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 abstract 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Sposób obróbki cieplnej wyrobów, w szczególności blach, mający zastosowanie do stali średniostopowej o strukturze nanokompozytowej bainityczno-austenitycznej zawierającej w procentach masowych: węgla 0,55 do 0,59%, manganu 1,95 do 2,10%, krzemu 1,75 do 1,90%, chromu 1,23 do 1,40%, molibdenu 0,70 do 0,80%, wanadu 0,09 do 0,12%, tytanu 0,006 do 0,009%, glinu 0,015 do 0,025%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks. 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek, polegający na tym, że składa się z pięciu operacji następujących kolejno i bezpośrednio po sobie: nagrzewania wyrobu do temperatury austenityzowania w zakresie 945-955°C, austenityzowania w temperaturze w zakresie 945-955°C w ciągu 10-60 minut, regulowanego chłodzenia od temperatury austenityzowania do temperatury przemiany izotermicznej, wygrzewania w temperaturze przemiany izotermicznej TPI w ciągu 50-70 godzin oraz chłodzenia w spokojnym powietrzu po zakończeniu wygrzewania izotermicznego.
Description
Przedmiotem wynalazku jest obróbka cieplna wyrobów - w szczególności blach - ze stali średniostopowej o strukturze bainityczno-austenitycznej.
Znane blachy stalowe o wysokiej wytrzymałości, stosowane między innymi na osłony antyudarowe i zabezpieczenia przed ostrzałem, charakteryzują się niewystarczającą plastycznością, co nie zapewnia zadowalających właściwości użytkowych w wymienionych zastosowaniach.
Dotychczas stosowane obróbki hartowania bainitycznego z przemianą izotermiczną polegają na ochładzaniu wyrobu stalowego od temperatury trwałości austenitu do temperatury przemiany bainitycznej Bs, ustalanej dla obrabianego gatunku stali typowo w zakresie 300-550°C, i na krótkotrwałym wytrzymaniu w ośrodku chłodzącym (w tzw. kąpieli do hartowania izotermicznego) w tej temperaturze w czasie zapewniającym całkowite zajście przemiany bainitycznej. Dotychczas stosowane obróbki hartowania z przemianą izotermiczną powodują wytworzenie w stosowanych gatunkach stali struktury bainitu górnego i/lub dolnego, składającego się z ferrytu bainitycznego i wydzieleń węglików.
Celem wynalazku jest taki sposób obróbki cieplnej, który w rezultacie zapewnia powstanie nowego rodzaju struktury o nanometrycznych wymiarach elementów składowych, składającej się z bezwęglikowego bainitu i pożądanej ilości austenitu, typowo 15-25% objętościowych.
Sposób obróbki cieplnej wyrobów, w szczególności blach, według wynalazku, mający zastosowanie do stali średniostopowej o strukturze bainityczno-austenitycznej, zawierającej w procentach masowych; węgla 0,55 do 0,59%, manganu 1,95 do 2,10%, krzemu 1,75 do 1,90%, chromu 1,23 do 1,40%, molibdenu 0,70 do 0,80%, wanadu 0,09 do 0,12%, tytanu 0,006 do 0,009%, glinu 0,015 do 0,025%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks. 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek, jest procesem składającym się z pięciu operacji następujących kolejno i bezpośrednio po sobie: nagrzewania do temperatury austenityzowania w zakresie 945-955°C, austenityzowania w temperaturze w zakresie 945-955°C w ciągu 10-60 minut, regulowanego chłodzenia od temperatury austenityzowania do temperatury przemiany izotermicznej TPI, wygrzewania w temperaturze przemiany izotermicznej TPI w ciągu 50-70 godzin oraz chłodzenia w spokojnym powietrzu po zakończeniu wygrzewania izotermicznego. Regulowane chłodzenie nadmuchem powietrza łub natryskiem wodnym, bezpośrednio po wyjęciu wyrobu z pieca do austenityzowania a przed wygrzewaniem izotermicznym, wykonywane jest z szybkością od 60 do 600°C/min do temperatury przemiany izotermicznej TPI równej Ms + ΔΤ (gdzie ΔΤ wynosi od 15 do 35°C), przy czym dla obrabianej stali wartość temperatury przemiany martenzytycznej Ms obliczana jest według wzoru
Ms [°C] = 540 - 425(%C) - 30(%Mn) - 12(%Cr) - 7,5(%Mo+%Si).
Regulowane chłodzenie po operacji austenityzowania wykonywane jest w taki sposób, aby w żadnym miejscu blachy i w żadnym momencie chłodzenia temperatura nie była niższa od wartości (Ms + 15°C).
Sposób obróbki cieplnej według wynalazku jest nową odmianą klasy obróbek o nazwie „hartowanie z przemianą izotermiczną”, które polegają na ochładzaniu do temperatury powyżej Ms, zazwyczaj w kąpieli hartowniczej, uprzednio nagrzanych do temperatury trwałości austenitu wyrobów z odpowiednio dobranych gatunków stali i na wytrzymaniu w ośrodku chłodzącym w czasie zapewniającym całkowite zajście przemiany bainitycznej. Dotychczas stosowane obróbki hartowania z przemianą izotermiczną powodują wytworzenie w znanych gatunkach stali struktury bainitu górnego i/lub bainitu dolnego, składającego się z ferrytu bainitycznego i wydzieleń węglików, natomiast obróbka cieplna według wynalazku zastosowana do gatunku stali średniostopowej zawierającej; węgla 0,55 do 0,59%, manganu 1,95 do 2,10%, krzemu 1,75 do 1,90%, chromu 1,23 do 1,40%, molibdenu 0,70 do 0,80%, wanadu 0,09 do 0,12%, tytanu 0,006 do 0,009%, glinu 0,015 do 0,025%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks. 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek, prowadzi do wytworzenia w wyrobach grubości do 25 mm nowego rodzaju struktury w postaci bezwęglikowej nanometrycznej struktury bainityczno - austenitycznej o unikatowym połączeniu wysokiej wytrzymałości i dobrej plastyczności, których wartości są znacznie wyższe od obecnie osiąganych w wyniku zastosowania „hartowania z przemianą izotermiczną”.
Obróbka cieplna według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma zastosowanie do stali zawierającej: węgla 0,55 do 0,59%, manganu 1,95 do 2,10%, krzemu 1,75 do 1,90%, chromu 1,23 do 1,40%, molibdenu 0,70 do 0,80%, wanadu 0,09 do 0,12%, tytanu 0,006 do 0,009%, glinu 0,015 do
PL 219 414 B1
0,025%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks. 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek, i że obejmuje operację regulowanego chłodzenia, w ściśle określonym zakresie szybkości, od temperatury austenityzowania do uzależnionej od składu chemicznego stali i temperatury przemiany izotermicznej, oraz - następującą bezpośrednio po chłodzeniu - operację wygrzewania izotermicznego w temperaturze uzależnionej od składu chemicznego stali. W wyniku zastosowania obróbki cieplnej według wynalazku, w wyrobach o grubości do 25 mm ze stali o określonym składzie chemicznym powstaje rozdrobniona do wymiarów nanometrycznych bezwęglikowa struktura bainityczno-austenityczna, w wyniku czego wyroby poddane obróbce cieplnej według wynalazku uzyskują jednocześnie wysoką wytrzymałość i dobrą plastyczność.
Zastosowanie sposobu obróbki cieplnej według wynalazku do wytwarzania wyrobów ze stali bainityczno-austenitycznej o nanometrycznej strukturze przedstawiono w przykładzie.
P r z y k ł a d
Ze stali bainityczno-austenitycznej o nanometrycznej strukturze zawierającej w procentach masowych: 0,55% C, 2,02% Mn, 1,84% Si, 1,37% Cr, 0,74% Mo oraz mikrododatki V i Ti rozdrabniające ziarno austenitu, charakteryzującej się temperaturą początku przemiany martenzytycznej równą 210°C, obliczoną za pomocą wzoru
Ms [°C] = 540 - 425(% C) - 30(% Mn) - 12(% Cr) - 7,5(% Mo+% Si) metodą regulowanego walcowania na gorąco wykonano blachę o grubości 4 mm. Obróbkę cieplną według wynalazku wykonano z zastosowaniem następujących parametrów:
- nagrzewanie do temperatury austenityzowania 950°C przez włożenie blachy o temperaturze otoczenia do nagrzanego pieca z atmosferą argonową,
- wygrzewanie w komorze pieca o temperaturze 950°C w ciągu 10 minut,
- wyjęcie blachy z pieca i regulowane chłodzenie blachy strumieniem powietrza z szybkością średnią 1,5°C/s do temperatury 230°C,
- bezpośrednio po chłodzeniu transport do pieca o temperaturze komory 225°C przeznaczonego do obróbki izotermicznej, nie powodujący spadku temperatury blachy poniżej 225°C, i wygrzewanie w temperaturze 225°C w ciągu 70 godzin,
- wyjęcie blachy z pieca do obróbki izotermicznej i ochłodzenie w powietrzu do temperatury otoczenia.
Uzyskana blacha charakteryzuje się następującymi właściwościami:
- struktura blachy składa się z listew bainitu i listew austenitu o grubości poniżej 100 nm, a ilość austenitu w strukturze jest równa 23% objętościowych,
- właściwości mechaniczne blachy są następujące: twardość HV = 565, granica plastyczności w próbie rozciągania R0,2 = 1315 MPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm = 2020 MPa, wydłużenie względne w próbie rozciągania A5 = 32%.
Claims (3)
1. Sposób obróbki cieplnej wyrobów, w szczególności blach, mający zastosowanie do stali średniostopowej o strukturze bainityczno-austenitycznej, zawierającej w procentach masowych: węgla 0,55 do 0,59%, manganu 1,95 do 2,10%, krzemu 1,75 do 1,90%, chromu 1,23 do 1,40%, molibdenu 0,70 do 0,80%, wanadu 0,09 do 0,12%, tytanu 0,006 do 0,009%, glinu 0,015 do 0,025%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks. 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek, znamienny tym, że składa się z pięciu operacji następujących kolejno i bezpośrednio po sobie: nagrzewania wyrobu do temperatury austenityzowania w zakresie 945-955°C, austenityzowania w temperaturze w zakresie 945-955°C w ciągu 10-60 minut, regulowanego chłodzenia od temperatury austenityzowania do temperatury przemiany izotermicznej TPI, wygrzewania w temperaturze przemiany izotermicznej TPI w ciągu 50-70 godzin oraz chłodzenia w spokojnym powietrzu po zakończeniu wygrzewania izotermicznego.
2. Sposób obróbki cieplnej według zastrz. 1, znamienny tym, że regulowane chłodzenie nadmuchem powietrza lub natryskiem wodnym, bezpośrednio po wyjęciu wyrobu z pieca do austenityzowania a przed wygrzewaniem izotermicznym, wykonywane jest z szybkością od 60 do 600°C/min do temperatury przemiany izotermicznej TPI równej Ms + ΔΤ (gdzie ΔΤ wynosi od 15 do
PL 219 414 B1
35°C), przy czym dla obrabianej stali wartość temperatury przemiany martenzytycznej obliczana jest według wzoru
Ms [°C] = 540 - 425(%C) - 30(%Mn) - 12(%Cr) - 7,5(%Mo+%Si).
3. Sposób obróbki cieplnej według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że regulowane chłodzenie po operacji austenityzowania wykonywane jest w taki sposób, aby w żadnym miejscu blachy i w żadnym momencie chłodzenia temperatura nie była niższa od wartości (Ms + 15°C).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396431A PL219414B1 (pl) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | Sposób obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396431A PL219414B1 (pl) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | Sposób obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL396431A1 PL396431A1 (pl) | 2013-04-02 |
| PL219414B1 true PL219414B1 (pl) | 2015-04-30 |
Family
ID=48040832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL396431A PL219414B1 (pl) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | Sposób obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL219414B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL228168B1 (pl) | 2014-08-18 | 2018-02-28 | Politechnika Warszawska | Sposób wytwarzania struktury nanokrystalicznej w stali łozyskowej |
-
2011
- 2011-09-26 PL PL396431A patent/PL219414B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL396431A1 (pl) | 2013-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3080436C (en) | Cold rolled heat treated steel sheet and a method of manufacturing thereof | |
| KR102451862B1 (ko) | 냉간 압연된 강판 및 이의 제조 방법 | |
| JP5787492B2 (ja) | 鋼管の製造方法 | |
| JP6488012B2 (ja) | 抗菌性に優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼及びその製造方法 | |
| CN104321454B (zh) | 卷绕性和耐氢脆性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法 | |
| JP6354268B2 (ja) | 打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度９８０ＭＰａ以上の高強度熱延鋼板及びその製造方法 | |
| JP2025013955A (ja) | 冷間圧延熱処理鋼板及びその製造方法 | |
| EP2614171B1 (en) | Super bainite steel and method for manufacturing it | |
| CN107429352B (zh) | 酸洗性和淬火回火后的抗延迟断裂性优异的螺栓用线材及螺栓 | |
| JP6612273B2 (ja) | 改善された強度および成形性を有する高強度鋼シートを製造するための方法および得られたシート | |
| JP2013533919A (ja) | 鋼製高性能機械部品とその製造方法 | |
| TW201348460A (zh) | 耐延遲破壞性優良之加硼高強度螺栓用鋼及高強度螺栓 | |
| EP3825435B1 (en) | Wire rod and steel wire for spring, having enhanced toughness and corrosion fatigue properties, and respective manufacturing methods therefor | |
| CN114207168B (zh) | 用于高强度弹簧的线材和钢丝及其制造方法 | |
| CN113966404B (zh) | 具有优异的可拉拔性和冲击韧性的非热处理线材及其制造方法 | |
| JP5489497B2 (ja) | 焼入性に優れたボロン鋼鋼板の製造方法 | |
| KR101458348B1 (ko) | 열간 단조용 비조질강 및 열간 단조 비조질품 및 그 제조 방법 | |
| JP5601861B2 (ja) | ボロン鋼圧延焼鈍鋼板の製造法 | |
| PL219414B1 (pl) | Sposób obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznej | |
| JP6728817B2 (ja) | 高強度ばね用鋼及びばね | |
| WO2011155605A1 (ja) | 被削性に優れた高強度鋼、およびその製造方法 | |
| CN103572175B (zh) | 一种贝氏体钢及其制品热处理方法 | |
| JP5392857B2 (ja) | 被削性に優れた中・高炭素鋼板の製造方法 | |
| JPH04210453A (ja) | 低温靱性に優れるマルテンサイト系ステンレス鋼管及びその製造方法。 | |
| PL225825B1 (pl) | Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowej |