PL225825B1 - Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowej - Google Patents
Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowejInfo
- Publication number
- PL225825B1 PL225825B1 PL407091A PL40709114A PL225825B1 PL 225825 B1 PL225825 B1 PL 225825B1 PL 407091 A PL407091 A PL 407091A PL 40709114 A PL40709114 A PL 40709114A PL 225825 B1 PL225825 B1 PL 225825B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- temperature
- max
- austenitizing
- heating
- heat treatment
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 title description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 5
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- 229910000797 Ultra-high-strength steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Sposób obróbki cieplnej, mający zastosowanie do wyrobów o grubości do 25 mm ze stali średniostopowej 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. Sposób charakteryzuje się tym, że składa się z czterech operacji następujących kolejno i bezpośrednio po sobie: nagrzewania do temperatury austenityzowania w zakresie 945-955°C, austenityzowania w temperaturze z zakresu 945-955°C w ciągu 10 - 60 minut, regulowanego chłodzenia od temperatury austenityzowania do temperatury TS leżącej pomiędzy temperaturą początku przemiany martenzytycznej MS a temperaturą końca przemiany martenzytycznej MF, nagrzania wyrobu do temperatury przemiany izotermicznej austenitu w bainit TPI powyżej temperatury MS(TPI = MS + ΔT, gdzie ΔT wynosi od 15°C do 35°C) i wytrzymanie w temperaturze TPI w ciągu 50 - 100 godzin, z następnym ochłodzeniem w spokojnym powietrzu i polega na tym, że regulowane chłodzenie bezpośrednio po austenityzowaniu a przed wygrzewaniem izotermicznym wykonywane jest z szybkością od 60 do 600°C/minutę do temperatury TS równej (MS - 45°C) ± 5°C.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki cieplnej wyrobów, w szczególności blach, prętów i odkuwek matrycowych, z ultrawytrzymałej stali średniostopowej o strukturze nanokompozytowej bainityczno-martenzytyczno-austenitycznej.
Klasa stali, do której ma zastosowanie obróbka według wynalazku charakteryzuje się wytrzym ałością określoną w próbie rozciągania większą niż 1,8 GPa.
Zasada obróbki cieplnej wyrobów znana jest ze zgłoszenia patentowego P.394037, jednakże opisanym sposobem uzyskuje się ultrawytrzymałą stal o dobrych właściwościach plastycznych w operacjach rozciągania lub zginania z małymi prędkościami odkształcenia, natomiast nie uzyskuje się stali o odpowiedniej udarności.
Celem wynalazku jest istotna poprawa udarności stali ultrawytrzymałej.
Sposób obróbki cieplnej według wynalazku mający zastosowanie do wyrobów o grubości do 25 mm ze stali średniostopowej, 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, składający się z czterech operacji następujących kolejno i bezpośrednio po sobie: nagrzewania do temperatury austenityzowania w zakresie 945-955°C, austenityzowania w temperaturze z zakresu 945-955°C w ciągu 10-60 minut, regulowanego chłodzenia od temperatury austenityzowania do temperatury Ts leżącej pomiędzy temperaturą początku przemiany martenzytycznej Ms a temperaturą końca przemiany martenzytycznej MF, nagrzania wyrobu do temperatury przemiany izotermicznej austenitu w bainit TPI powyżej temperatury Ms (gdzie TPI = Ms + AT a AT wynosi od 15 do 35°C) i wytrzymanie w temperaturze TPI w ciągu 50-100 godzin, z następnym chłodzeniem w spokojnym powietrzu, polega na tym, że regulowane chłodzenie bezpośrednio po austenityzowaniu a przed wygrzewaniem izotermicznym wykonywane jest z szybkością od 60 do 600°C/minutę do te mperatury Ts równej (Ms - 45°C) ± 5°C. Powoduje to powstanie w obrabianej stali płytek (listew) martenzytu w sumarycznej ilości 15-25% objętościowych, rozdrabniających ziarna austenitu przed przemianą izotermiczną w bainit, z zachowaniem nieprzemienionego austenitu w ilości 15-25% obj.
Proponowana obróbka zapewnia otrzymanie trójfazowego nanokompozytu składającego się z martenzytu w ilości 15-25% obj., niskotemperaturowego bainitu w ilości 50-70% obj. oraz austenitu resztkowego w ilości 15-25% obj. (nanokompozyt BAM).
Ochłodzenie wyrobu do temperatury Ts, wywołujące częściową przemianę na martenzyt i podział ziarn austenitu na subziarna, wpływa na wynik kolejnej operacji obróbki cieplnej jaką jest izotermiczna przemiana austenitu w niskotemperaturowy bainit w taki sposób, że powstające pakiety płytek lub listew bainitu mają mniejsze wymiary, ponieważ ich wzrost jest ograniczany powstałymi wcześniej pojedynczymi płytkami martenzytu. Eksperymentalnie stwierdzono, że odporność na pękanie stali o strukturze listwowego martenzytu i/lub bainitu, określona np. temperaturą przejścia w stan kruchy, jest tym wyższa im mniejsza jest wielkość pakietów i im węższe są listwy bainitu lub martenzytu. Poza wielkością pakietów i szerokością listew, na odporność na pękanie struktury listwowej wpływa zawartość austenitu resztkowego i jego morfologia.
Wyroby o grubości od 3 do 25 mm ze stali o wymaganym składzie chemicznym poddane obróbce cieplnej według wynalazku uzyskują następujące typowe właściwości: twardość 550-650 HV10, granica plastyczności w próbie rozciągania R0]2 = 1,3-1,5 GPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm, = 1,8-2,0 GPa, wydłużenie względne w próbie rozciągania A5 = 12-20%, udarność wyznaczona w próbie Charpy'ego: min. 19J w temperaturze otoczenia, min. 14J w temperaturze -20°C oraz min. 12J w temperaturze -40°C. Wyroby ze stali ultrawytrzymałej poddane obróbce według wynalazku są przeznaczone zwłaszcza do konstrukcji osłon antyudarowych, w tym osłon zabezpieczających przed ostrzałem oraz do wytwarzania elementów konstrukcji o wymaganej wysokiej twardości, odporności na ścieranie i granicy plastyczności powyżej 1,3 GPa. Wyroby ze stali u ltrawytrzymałej poddane obróbce według wynalazku są trudno spawalne, co należy uwzględnić w projektowaniu konstrukcji i urządzeń. Zastosowanie obróbki według niniejszego wynalazku zwiększa wartość udarności w zakresie temperatury od -40°C do temperatury otoczenia o 25-30% w porównaniu z obróbką dotychczas stosowaną, nie zmieniając w istotny sposób wartości pozostałych właściwości wytrzymałościowych.
PL 225 825 B1
P r z y k ł a d
Ze stali nanokompozytowej zawierającej w procentach masowych: 0,55% C, 1,95% Mn, 1,82% Si, 1,29% Cr, 0,72% Mo oraz mikrododatki V, Ti i Al, charakteryzującej sie temperaturą początku przemiany martenzytycznej równą 204°C, metodą regulowanego walcowania na gorąco wykonano blachę o grubości 10 mm. Obróbkę cieplną według wynalazku wykonano z zastosowaniem następujących parametrów:
- nagrzewanie do temperatury austenityzowania 950°C poprzez umieszczenie próbki o temperaturze otoczenia w nagrzanym piecu z atmosferą argonową,
- wygrzewanie w komorze pieca o temperaturze 950°C przez 20 minut,
- wyjęcie próbki z pieca, regulowane chłodzenie do temperatury 160°C i wytrzymania (w celu wyrównania temperatury) w ciągu 15 minut,
- przełożenie próbki do pieca o temperaturze komory 225°C przeznaczonego do obróbki izotermicznej i wygrzanie w tej temperaturze przez 70 godzin,
- wyjęcie próbki z pieca do obróbki izotermicznej i ochłodzenie w powietrzu do temperatury otoczenia.
Uzyskany materiał charakteryzował się następującymi właściwościami:
- struktura blachy jest nanokompozytem składającym się z ~22% obj. martenzytu, ~55% obj. bainitu i ~23% obj. austenitu (udział martenzytu określono metodą dylatometryczną, udział austenitu resztkowego określono metodą rentgenowską, a udział bainitu obliczono jako dopełnienie do 100%),
- właściwości mechaniczne: twardość HV=620, granica plastyczności w próbie rozciągania R0,2 = 1356 MPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm = 1948 MPa, wydłużenie względne w próbie rozciągania A5 = 15%, udarność Charpy V: 20J w temperaturze otoczenia, 14J w temperaturze -20°C i 12J w temperaturze -40°C.
Claims (1)
- Sposób obróbki cieplnej mający zastosowanie do wyrobów o grubości do 25 mm ze stali średniostopowej, 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, składający się z czterech operacji następujących kolejno i bezpośrednio po sobie: nagrzewania do temperatury austenityzowania w zakresie 945-955°C, austenityzowania w temperaturze z zakresu 945-955°C w ciągu 10-60 minut, regulowanego chłodzenia od temperatury austenityzowania do temperatury T s leżącej pomiędzy temperaturą początku przemiany martenzytycznej Ms a temperaturą końca przemiany martenzytycznej MF nagrzania wyrobu do temperatury przemiany izotermicznej austenitu w bainit TPI powyżej temperatury Ms (gdzie TPI = Ms + AT a AT wynosi od 15 do 35°C) i wytrzymanie w temperaturze TPI w ciągu 50-100 godzin z następnym chłodzeniem w spokojnym powietrzu, znamienny tym, że regulowane chłodzenie bezpośrednio po austenityzowaniu a przed wygrzewaniem izotermicznym wykonywane jest z szybkością od 60 do 600°C/minutę do temperatury Ts równej (Ms - 45°C) ± 5°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL407091A PL225825B1 (pl) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL407091A PL225825B1 (pl) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL407091A1 PL407091A1 (pl) | 2015-08-17 |
| PL225825B1 true PL225825B1 (pl) | 2017-05-31 |
Family
ID=53786629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL407091A PL225825B1 (pl) | 2014-02-06 | 2014-02-06 | Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL225825B1 (pl) |
-
2014
- 2014-02-06 PL PL407091A patent/PL225825B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL407091A1 (pl) | 2015-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2689573C2 (ru) | Способ изготовления высокопрочного стального листа, обладающего улучшенными прочностью, формуемостью, и полученный лист | |
| MX2019006862A (es) | Producto de acero plano laminado en caliente y metodo para la produccion del mismo. | |
| MX2016011987A (es) | Metodo para producir un producto de acero plano laminado en frio con alto limite elastico y producto de acero plano laminado en frio. | |
| MX2017006303A (es) | Metodo para fabricar un producto de acero de alta resistencia y un producto de acero obtenido por el mismo. | |
| MX2016017400A (es) | Metodo para fabricar una hoja de acero de alta resistencia y hoja obtenida. | |
| WO2016001898A3 (en) | Method for producing a high strength steel sheet having improved strength, ductility and formability | |
| MX2011013403A (es) | Procedimiento para manufacturar un componente endurecido por prensado en caliente, uso de un producto de acero para manufacturar un componente endurecido por prensado en caliente y componente endurecido por prensado en caliente. | |
| KR101776241B1 (ko) | 양호한 연성을 나타내는 고강도 스틸 그리고 ??칭 및 아연 욕에 의한 분리 처리를 통한 생산 방법 | |
| WO2011154831A4 (en) | Method for producing a hot-rolled steel product, and a hot-rolled steel | |
| WO2016001890A3 (en) | Method for producing a ultra high strength coated or not coated steel sheet and obtained sheet | |
| MX350226B (es) | Hoja de acero laminado en frio de alta resistencia que tiene capacidad de embuticion profunda y capacidad de temple en horno excelentes y metodo para su fabricacion. | |
| US10774405B2 (en) | Steel and method of manufacturing the same | |
| KR102512602B1 (ko) | 개선된 강도 및 성형성을 갖는 고강도의 코팅된 강 시트의 제조 방법, 및 수득된 시트 | |
| WO2016001887A3 (en) | Method for manufacturing a high strength steel sheet having improved formability and sheet obtained | |
| MX2017000185A (es) | Metodo para la fabricacion de una hoja de acero de alta resistencia que tiene formabilidad y ductilidad mejoradas y hoja obtenida. | |
| CN104212961B (zh) | Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法 | |
| PL225825B1 (pl) | Sposób obróbki cieplnej wyrobów z ultrawytrzymałej stali średniostopowej | |
| JP2019527777A5 (pl) | ||
| PL219414B1 (pl) | Sposób obróbki cieplnej stali bainityczno-austenitycznej | |
| KR101657824B1 (ko) | 중·고온 경도가 우수한 내마모강 및 이의 제조방법 | |
| RU2024108237A (ru) | Горячекатаный стальной лист и способ его изготовления | |
| MY196420A (en) | Steel Sheet for Cans and Method for Manufacturing the same | |
| TH177084B (th) | แผ่นเหล็กกล้ารีดร้อน และวิธีการผลิตที่เกี่ยวเนื่อง | |
| TH177084A (th) | แผ่นเหล็กกล้ารีดร้อน และวิธีการผลิตที่เกี่ยวเนื่อง |