RU2031145C1 - Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей - Google Patents
Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031145C1 RU2031145C1 SU5061328A RU2031145C1 RU 2031145 C1 RU2031145 C1 RU 2031145C1 SU 5061328 A SU5061328 A SU 5061328A RU 2031145 C1 RU2031145 C1 RU 2031145C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat treatment
- mechanical working
- maraging
- mpa
- maraging steel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам термомеханической обработки ферромагнитных материалов для получения полутвердых постоянных магнитов высокой прочности, используемых в производстве роторов гистерезисных двигателей. Целью изобретения является получение оптимального сочетания магнитных гистерезисных и прочностных характеристик мартенситно-стареющих сталей для использования в качестве полутвердого магнита. Это достигается тем, что мартенситно-стареющую сталь подвергают закалке на α твердый раствор при температуре 950-1000°С, холодной перекрестной прокатке с суммарным обжатием 40-60%, дисперсионному твердению в режиме перестраивания при температуре 545-555°С в течение 3,8 - 4,2 ч и окончательной термообработке в режиме частичной аустенизации при температуре 565-575°С в течение 0,8 - 1,2 часа. Такая последовательность технологических приемов позволяет повысить остаточную индукцию и коэрцитивную силу сплава ВКС-210 (Н18К9М5Т) приблизительно в 3 раза, а максимальную индукцию - в 2 раза при временном сопротивлении разрыву более 1800 МПа и условном пределе текучести более 1500 МПа. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам термомеханической обработки ферромагнитных материалов для получения полутвердых постоянных магнитов высокой прочности, используемых в производстве роторов гистерезисных двигателей (ГД).
Наиболее близким к изобретению является способ термомеханической обработки мартенситно-стареющей стали Н18К9М5Т, проводимой при следующих условиях: закалка 820оС, холодная деформация 30%, старение 400-500оС.
После закалки и закалки + холодная деформация, значения коэрцитивной силы составляет 27 и 20 Э, намагниченности насыщения 18300 и 18600 Гс соответственно. Однако в прототипе такие магнитные параметры достигнуты в намагничивающем поле величиной сотни эрстед.
Техническим результатом изобретения является повышение магнитных гистерезисных характеристик мартенситно-стареющих сталей для использования в качестве полутвердого магнита, например в высокоскоростных ГД.
Известные режимы термообработки, проводимые при температуре 480-800оС, направлены на получение различных сочетаний прочности, пластичности и ударной вязкости. Упрочнение мартенситно-стареющей стали достигается в два этапа, получение мартенситной структуры (γ-α) закалкой с 850-1000оС и последующее старение в области температур 350-480оС, в результате чего происходит изотропное выделение гексагональной η-фазы Ni3Ti.
Для сплава ВКС-210 (Н18К9М5Т) максимум прочностных характеристик достигается в диапазоне температур 420-480оС, его магнитные свойства при этом оказываются весьма низкими.
Повышение магнитных свойств в предлагаемом способе достигается индуцированием (наведением) плоскостной магнитной текстуры, формирование которой происходит в три этапа:
оптимизация как степени, так и схемы деформации мартенситной структуры перекрестной прокатной с суммарным обжатием 40-60%. При этом плоскость 110 располагается параллельно плоскости прокатки, что способствует благоприятной ориентации, о оси легкого намагничивания (ОЛН) в кристаллографической решетке;
последующее за холодной деформацией дисперсионное твердение в режиме перестаривания при температуре 550оС приводит к анизотропному распаду твердого раствора с выделением частиц вдоль ОЛН с образованием плоскостной магнитной текстуры, отвечающей за повышение остаточной намагниченности и прямоугольности кривой размагничивания;
частичная аустенизация при 570оС, при которой происходит дальнейшее укрупнение частиц и повышение коэрцитивной силы сплава.
оптимизация как степени, так и схемы деформации мартенситной структуры перекрестной прокатной с суммарным обжатием 40-60%. При этом плоскость 110 располагается параллельно плоскости прокатки, что способствует благоприятной ориентации, о оси легкого намагничивания (ОЛН) в кристаллографической решетке;
последующее за холодной деформацией дисперсионное твердение в режиме перестаривания при температуре 550оС приводит к анизотропному распаду твердого раствора с выделением частиц вдоль ОЛН с образованием плоскостной магнитной текстуры, отвечающей за повышение остаточной намагниченности и прямоугольности кривой размагничивания;
частичная аустенизация при 570оС, при которой происходит дальнейшее укрупнение частиц и повышение коэрцитивной силы сплава.
Предлагаемый способ реализован следующим образом.
Горячая прокатка заготовок в валках диаметром 60 мм до толщины, обеспечивающей необходимую степень деформации при холодной прокатке.
Закалка сутунок с температурой 1000оС в воду комнатной температуры. Для уменьшения степени окисления и возможного роста зерна выдержка в печи регламентируется только временем нагрева заготовки до заданной температуры.
Снятие окисного слоя путем плоской шлифовки на шлифовальном станке. Исходная толщина сутунок перед холодной прокаткой 1,2-1,8 мм.
Холодная прокатка на четырехвалковом стане с диаметром рабочих валков 40 мм. Схема прокатки: перекрестная, плоскопараллельная многоходовая деформация с величиной обжатия каждого прохода 0,01-0,02 мм до толщины ≈ 0,7 мм.
Старение (550оС) и частичная аустенизация (570оС) в муфельной электропечи на воздухе. Температурный режим обеспечивается высокоточным регулятором температуры ВРТ-3 с точностью регулировки ±0,5оС.
На чертеже приведены кривые намагничивания и размагничивания образцов прототипа и заявляемого решения в идентичных условиях, где
1,0 - кривая намагничивания образца после обработки по предлагаемому способу;
закалка 1000о + холодная деформация, 40% + старение, 550-570оС;
1.1 - кривая размагничивания на частном цикле гистерезиса в поле Нм-40Э;
1.2 - кривая размагничивания из состояния магнитного насыщения;
2.0 - кривая намагничивания образца, обработанного по режиму прототипа: закалка, 850оС + холодная деформация, 50% + старение, 500оС;
2.1 - кривая размагничивания на частном цикле гистерезиса в поле Нм-40Э;
2.2 - кривая размагничивания из состояния магнитного насыщения.
1,0 - кривая намагничивания образца после обработки по предлагаемому способу;
закалка 1000о + холодная деформация, 40% + старение, 550-570оС;
1.1 - кривая размагничивания на частном цикле гистерезиса в поле Нм-40Э;
1.2 - кривая размагничивания из состояния магнитного насыщения;
2.0 - кривая намагничивания образца, обработанного по режиму прототипа: закалка, 850оС + холодная деформация, 50% + старение, 500оС;
2.1 - кривая размагничивания на частном цикле гистерезиса в поле Нм-40Э;
2.2 - кривая размагничивания из состояния магнитного насыщения.
В таблице приведены сравнительные результаты измерений магнитных характеристик после обработки по предлагаемому режиму и режиму прототипа, измерения проведены в поле Нм-40Э.
Из чертежа и таблицы видно, что значения коэрцитивной силы Нс образцов, обработанных по предлагаемому режиму, выше значений прототипа в 3 раза, значения остаточной намагниченности Br - в 3,4 раза, прямоугольности кривой размагничивания В/Вм - в 1,6 раза, Нс/Нм - в 3 раза при сохранении высоких прочностных характеристик и некотором увеличении пластичности.
Таким образом, последовательное проведение технологических приемов, предлагаемых в заявляемом решении, позволяет достичь высокого уровня магнитных свойств - повышения Нс и Br в ≈ 3 раза, Вм - в ≈ 2 раза, что позволяет использовать материал в качестве полутвердого магнита, при минимальном снижении прочностных свойств τB и τ0,2 на 10%. При этом также улучшается пластичность сплавов (относительное удлинение увеличилось на 20%, относительное сужение - на 30%) - важный фактор для роторов, выполненных в форме диска.
Изготовленные по заявляемому способу роторные диски ГД, применяемые в качестве электроприводов спецоборудования, в количестве 20 штук были испытаны на скоростях вращения 100000-120000 об/мин. Мощность на валу такого двигателя оказалась в среднем на 35% выше, чем у серийного двигателя с диском из стали 70С2ХА. Запас прочности у дисков из сплава ВКС-210 по сравнению со сталью 70С2ХА составляет ≈ 40%, что позволяет повысить скорость вращения ротора на 25-30%.
Claims (1)
- СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ, включающий закалку, холодную пластическую деформацию и старение, отличающийся тем, что холодную деформацию ведут со степенью 40 - 60%, старение проводят при 545-555oС, а затем осуществляют окончательное старение при 565 - 575oС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5061328 RU2031145C1 (ru) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5061328 RU2031145C1 (ru) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2031145C1 true RU2031145C1 (ru) | 1995-03-20 |
Family
ID=21612847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5061328 RU2031145C1 (ru) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2031145C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740294C1 (ru) * | 2020-10-16 | 2021-01-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали |
-
1992
- 1992-09-02 RU SU5061328 patent/RU2031145C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Перкас М.Д. и Кардонский В.М. Высокопрочные мартенситностареющие стали, М,: Металлургия, 70 г. * |
2. Митом N 10, 1972, с.10-15. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740294C1 (ru) * | 2020-10-16 | 2021-01-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11114226B2 (en) | Ultra-low cobalt iron-cobalt magnetic alloys | |
JP4023183B2 (ja) | 回転機用無方向性電磁鋼板とその製造方法 | |
JP6825758B1 (ja) | 無方向性電磁鋼板とその製造方法およびモータコア | |
CN105714192B (zh) | 电磁特性优异的软磁钢材、软磁钢部件及其制造方法 | |
JP3305806B2 (ja) | 高張力無方向性電磁鋼板の製造方法 | |
JP7173286B2 (ja) | 無方向性電磁鋼板 | |
JP2535963B2 (ja) | 磁気特性の優れた珪素鋼板およびその製造方法 | |
CN107794458A (zh) | 具有高抗折弯特性的免磁化的电磁纯铁及其制造方法 | |
RU2031145C1 (ru) | Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей | |
US20180119241A1 (en) | Severe Plastic Deformation of Iron-Cobalt-Vanadium Alloys | |
EP0877825B1 (en) | Method of preparing a magnetic article from a duplex ferromagnetic alloy | |
JP2004099926A (ja) | 高強度軟磁性ステンレス鋼およびその製造方法 | |
JP2011099163A (ja) | 時効熱処理用無方向性電磁鋼板の製造方法 | |
Gervas’ eva et al. | Textural and structural transformations in nonoriented electrical steel | |
JPH04224624A (ja) | 磁気特性に優れた電磁鋼板の製造方法 | |
JPH03115564A (ja) | スパッタリングターゲット材の製造方法 | |
CN114318112B (zh) | 发动机油泵用软磁铁素体不锈钢直棒及其制备方法 | |
US3637442A (en) | Process for producing plastically deformed iron-rhodium base alloy bodies | |
JPS5970722A (ja) | 異方性の小さい電磁鋼板の製造方法 | |
JP7184226B1 (ja) | 回転電機、ステータの鉄心およびロータの鉄心のセット、回転電機の製造方法、無方向性電磁鋼板の製造方法、回転電機のロータおよびステータの製造方法並びに無方向性電磁鋼板のセット | |
Lee et al. | Texture improvement of 3% Si non-oriented electrical steel | |
WO2023090424A1 (ja) | 回転電機、無方向性電磁鋼板、及び積層コア、並びに、回転電機の製造方法、及び積層コアの製造方法 | |
JP4356580B2 (ja) | 無方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
JP2004143585A (ja) | 複合磁性部材用素材、並びに該素材を用いて成る複合磁性部材、並びに該部材の製造方法、並びに該部材を用いて成るモータ | |
CN112662960A (zh) | 一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺 |