RU2287592C1 - Method for thermomechanical strengthening of austenite stainless steels - Google Patents
Method for thermomechanical strengthening of austenite stainless steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287592C1 RU2287592C1 RU2005124083/02A RU2005124083A RU2287592C1 RU 2287592 C1 RU2287592 C1 RU 2287592C1 RU 2005124083/02 A RU2005124083/02 A RU 2005124083/02A RU 2005124083 A RU2005124083 A RU 2005124083A RU 2287592 C1 RU2287592 C1 RU 2287592C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- tempering
- austenite
- martensite
- stainless steels
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам повышения механических свойств изделий из нержавеющих аустенитных сталей с мартенситным превращением при низких температурах путем механико-термической обработки и может быть использовано, например, для изготовления крепежных материалов в котлостроении.The invention relates to methods for improving the mechanical properties of products from stainless austenitic steels with martensitic transformation at low temperatures by mechanical heat treatment and can be used, for example, for the manufacture of fasteners in boiler building.
К настоящему времени известны способы повышения прочности сталей путем сочетания закалки, отжига, обработки холодом с последующим отпуском (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7).To date, methods are known to increase the strength of steels by combining hardening, annealing, and cold treatment with subsequent tempering (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7).
Основным недостатком указанных способов является использование относительно больших степеней деформации, высоких температур старения, приближающихся к температуре рекристаллизации, больших скоростей нагрева.The main disadvantage of these methods is the use of relatively large degrees of deformation, high aging temperatures, approaching the temperature of recrystallization, high heating rates.
Прототипом заявленного изобретения по технической сущности является способ обработки аустенитных нержавеющих сталей, включающий закалку, охлаждение до 77 К, деформацию при этой температуре со степенями деформации более 20% и отпуске при температурах 640-730 К (7).The prototype of the claimed invention in technical essence is a method for processing austenitic stainless steels, including quenching, cooling to 77 K, deformation at this temperature with degrees of deformation of more than 20% and tempering at temperatures of 640-730 K (7).
Однако отпуск в указанных температурных пределах не снимает полностью микронапряжений в объеме изделий, что может привести к образованию трещин или разрывов в изделии или заготовке. А большие деформации не позволяют использовать описанную технологию для обработки готовых изделий, так как для осуществления таких деформаций требуются значительные усилия и мощное оборудование.However, tempering within the indicated temperature limits does not completely relieve microstresses in the volume of products, which can lead to the formation of cracks or tears in the product or workpiece. And large deformations do not allow using the described technology for processing finished products, since such deformations require considerable efforts and powerful equipment.
Задачей предлагаемого изобретения является более полное снятие микронапряжений за счет получения мелкодисперсного структурного состояния аустенита с высокими прочностными и релаксационными характеристиками, а следовательно - увеличение процента выхода годных к эксплуатации изделий.The task of the invention is to more fully remove microstresses by obtaining a finely dispersed structural state of austenite with high strength and relaxation characteristics, and therefore an increase in the percentage of yield of usable products.
Поставленная задача достигается за счет того, что, в отличие от прототипа, изделия из аустенитной стали после отпуска при температуре 1020 К деформируют при температуре жидкого азота методом прокатки или одноосного растяжения не более, чем на 10%, нагревают в воздушной среде со скоростью 0,175°С/с до температуры интенсивного превращения мартенсита в аустенит, равной 730-770 К, затем при этой же температуре производят нагружение и отпуск в течение часа. Причем нагружение производят до величины, равной 0,5-0,9 от предела текучести данной стали:The problem is achieved due to the fact that, in contrast to the prototype, austenitic steel products after tempering at a temperature of 1020 K are deformed at a temperature of liquid nitrogen by rolling or uniaxial tension by no more than 10%, heated in air at a speed of 0.175 ° C / s to a temperature of intensive conversion of martensite to austenite equal to 730-770 K, then at the same temperature loading and tempering are performed for an hour. Moreover, the load is produced to a value equal to 0.5-0.9 of the yield strength of this steel:
σн=(0,5÷0,9)σ0,2,σ n = (0.5 ÷ 0.9) σ 0.2 ,
где σн - нагружение, σ0,2 - предел текучести.where σ n - loading, σ 0.2 - yield strength.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:Distinctive features of the proposed method are:
- деформация упрочняемых изделий 10%, что позволяет повысить процент выхода годных к эксплуатации изделий, а также снизить усилия и мощность дефомационного оборудования;- deformation of hardened products 10%, which allows to increase the percentage of yield of usable products, as well as reduce the effort and power of defomation equipment;
- температурный интервал превращения мартенсита в аустенит, равный 730-770 К, в котором, согласно проведенным исследованиям, при нагрузках до σн=(0,5÷0,9)σ0,2 с последующим отпуском в упруго-напряженном состоянии, наряду с максимальным увеличением твердости, отмечается повышение механических характеристик стали.- the temperature range of the transformation of martensite into austenite, equal to 730-770 K, in which, according to studies, at loads up to σ n = (0.5 ÷ 0.9) σ 0.2 , followed by tempering in the elastically stressed state, along with with the maximum increase in hardness, an increase in the mechanical characteristics of steel is noted.
Эти отличительные признаки в совокупности с оптимальной скоростью нагрева (0,175°С/с) до температуры интенсивного превращения мартенсита в аустенит (730-773 К), затем при этой же температуре нагружением изделия до σн=(0,5÷0,9)σ0,2 и отпуском в упруго-напряженном состоянии в течение часа, позволяют получить мелкодисперсное структурное состояние аустенита с высокими прочностными и релаксационными характеристиками за счет более полного снятия микронапряжений в объеме изделия.These distinctive features, together with the optimal heating rate (0.175 ° C / s) to the temperature of intensive conversion of martensite to austenite (730-773 K), then at the same temperature by loading the product to σ n = (0.5 ÷ 0.9) σ 0.2 and tempering in an elastic-stressed state for an hour, they allow to obtain a finely dispersed structural state of austenite with high strength and relaxation characteristics due to a more complete removal of microstresses in the volume of the product.
Изобретение характеризуется на следующих таблицах и чертеже.The invention is characterized in the following tables and drawing.
Таблица 1 - значения механических параметров обработанных изделий из стали 08Х18Н10Т по предлагаемому методу и по прототипу, при отпуске под напряжением σн=0,7σ0,2 в течение 1 ч.Table 1 - the values of the mechanical parameters of the processed products from steel 08X18H10T according to the proposed method and according to the prototype, when tempering σ n = 0.7σ 0.2 for 1 h.
Таблица 2 - значения механических параметров образцов, подвергнутых деформации при 77 К до одинаковой величины остаточной деформации (ε≈10%) по прототипу и по методике предлагаемого изобретения.Table 2 - the values of the mechanical parameters of the samples subjected to deformation at 77 K to the same value of residual deformation (ε≈10%) according to the prototype and the method of the invention.
Чертеж - Зависимость твердости от температуры отпуска без нагрузки (1) и под нагрузкой (2) при σН=0,5·σ0,2.Drawing - Dependence of hardness on tempering temperature without load (1) and under load (2) at σ Н = 0.5 · σ 0.2 .
Возможность осуществления деформации, равной не более 10%, установлена экспериментально и подтверждается таблицей 1, в которой представлены данные, подтверждающие, что предел прочности, полученный по предлагаемому способу, при деформации 10% приближается к пределу прочности, который получен по прототипу при 30% деформации. При этом относительное удлинение образца, упрочненного по предлагаемому способу, практически в два раза превышает относительное удлинение прототипа, а предел текучести выше на 5%.The ability to carry out a deformation equal to not more than 10% is established experimentally and is confirmed by table 1, which presents data confirming that the tensile strength obtained by the proposed method, when deformation is 10%, approaches the tensile strength obtained by the prototype at 30% deformation . Moreover, the relative elongation of the sample hardened by the proposed method is almost two times higher than the elongation of the prototype, and the yield strength is 5% higher.
В таблице 2 приведены данные, подтверждающие, что изделия, обработанные предлагаемым способом, обладают более равновесной структурой, т.к. значения степени релаксации k при равных условиях отпуска в упруго-напряженном состоянии практически в два раза меньше, чем по прототипу.Table 2 shows the data confirming that the products processed by the proposed method have a more equilibrium structure, because the values of the degree of relaxation k under equal conditions of tempering in an elastic-stressed state are almost two times less than in the prototype.
Выбор температурного интервала 730-770 К для осуществления нагружения изделия до σн=(0,5÷0,9)σ0,2, подтверждается приведенным на чертеже графиком.The choice of the temperature range 730-770 K for loading the product to σ n = (0.5 ÷ 0.9) σ 0.2 , is confirmed by the graph shown in the drawing.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Образцы устенитной стали 08Х18Н10Т (изготовленные в соответствии с ГОСТ-1497-73) с неустойчивой структурой после термической обработки закаляют от 1323 К на воздухе с последующим отпуском при температуре 1020 К (ГОСТ 5582-75), деформируют методом прокатки или одноосным растяжением при температуре жидкого азота 77 К до ε≈10%, нагревают в электропечи в воздушной среде с оптимальной скоростью, равной 0,175°С/с, до температуры 730÷770 К, при которой наиболее интенсивен процесс превращения мартенсита в аустенит, с нагружением до σн(0,5÷0,9)σ0,2 и отпуском при данной температуре в напряженном состоянии в течение 1 ч.Samples of steel 08Kh18N10T (manufactured in accordance with GOST-1497-73) with an unstable structure after heat treatment are quenched from 1323 K in air with subsequent tempering at a temperature of 1020 K (GOST 5582-75), deformed by rolling or uniaxial tension at a liquid temperature nitrogen of 77 K to ε≈10%, is heated in an electric furnace in air with an optimal speed of 0.175 ° C / s to a temperature of 730-770 K, at which the process of converting martensite to austenite is most intense, with loading up to σ n (0 5 ÷ 0,9) σ 0,2 and tempering at this m mperature in a stressed state for 1 hour.
Полученные результаты (табл.1 и 2) свидетельствуют о том, что обработка аустенитной стали по предлагаемому способу при одинаковых значениях величины остаточной деформации (~10%) в сравнении с прототипом позволяет улучшить некоторые прочностные характеристики обрабатываемых изделий или заготовок для них, т.е. повысить качество и надежность деталей, обработанных по предлагаемому способу.The results obtained (Tables 1 and 2) indicate that the treatment of austenitic steel according to the proposed method with the same values of the residual strain (~ 10%) in comparison with the prototype can improve some strength characteristics of the processed products or workpieces for them, i.e. . to improve the quality and reliability of parts processed by the proposed method.
ЛитератураLiterature
1. АС СССР №594190, С 21 D 1/78.1. AS of the USSR No. 594190, C 21 D 1/78.
2. AC СССР №194131, C 21 D 1/78.2. AC USSR No. 194131, C 21 D 1/78.
3. AC СССР №223123, C 21 D 1/74.3. AC USSR No. 223123, C 21 D 1/74.
4. АС СССР №473752, C 21 D 1/74.4. USSR AS No. 473752, C 21 D 1/74.
5. АС СССР №223839, C 21 D 1/78.5. USSR AS No. 223839, C 21 D 1/78.
6. АС СССР №322376, C 21 D 1/78.6. USSR AS No. 322376, C 21 D 1/78.
7. Патент РФ №2060282, C 21 D 8/00.7. RF patent No. 2060282, C 21 D 8/00.
8. Патент Великобритании №981318, C 21 D 8/00.8. UK patent No. 981318, C 21 D 8/00.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005124083/02A RU2287592C1 (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Method for thermomechanical strengthening of austenite stainless steels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005124083/02A RU2287592C1 (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Method for thermomechanical strengthening of austenite stainless steels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2287592C1 true RU2287592C1 (en) | 2006-11-20 |
Family
ID=37502323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005124083/02A RU2287592C1 (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Method for thermomechanical strengthening of austenite stainless steels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287592C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451754C1 (en) * | 2011-05-23 | 2012-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method for high-strength austenitic steel processing |
RU2464324C1 (en) * | 2011-09-07 | 2012-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Cryogenic treatment method of austenitic steel |
RU2641429C1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method to increase strength of stable austenitic steel |
CZ309224B6 (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-01 | Comtes Fht A.S. | Method of heat and deformation processing of metal semi-finished product |
-
2005
- 2005-07-28 RU RU2005124083/02A patent/RU2287592C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451754C1 (en) * | 2011-05-23 | 2012-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method for high-strength austenitic steel processing |
RU2464324C1 (en) * | 2011-09-07 | 2012-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Cryogenic treatment method of austenitic steel |
RU2641429C1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method to increase strength of stable austenitic steel |
CZ309224B6 (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-01 | Comtes Fht A.S. | Method of heat and deformation processing of metal semi-finished product |
WO2022127949A1 (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-23 | Comtes Fht A.S. | Method of heat and deformation treatment of a metal semi-finished product |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Microstructure-mechanical property relationship and austenite stability in medium-Mn TRIP steels: The effect of austenite-reverted transformation and quenching-tempering treatments | |
Senthilkumar et al. | Effect of heat treatment processes on the mechanical properties of medium carbon steel | |
US6773513B2 (en) | Method for residual stress relief and retained austenite destabilization | |
Ahaneku et al. | Effects of heat treatment on the properties of mild steel using different quenchants | |
RU2287592C1 (en) | Method for thermomechanical strengthening of austenite stainless steels | |
Vahdat et al. | Effect of microstructure parameters on tensile toughness of tool steel after deep cryogenic treatment | |
Johnson et al. | Mechanical properties of heat-treated medium carbon steel in renewable and biodegradable oil | |
Vahdat et al. | Microstructure and tensile toughness correlation of 1.2542 tool steel after deep cryogenic treatment | |
CZ2011612A3 (en) | Method of achieving TRIP microstructure in steels by deformation heat | |
RU2482197C1 (en) | Method for deformation-thermal processing of austenitic stainless steels | |
Botvina et al. | Fracture of high-nitrogen 05Kh20G10N3AMF steel during impact loading | |
WO2018155588A1 (en) | Method for manufacturing bearing component | |
RU2749815C1 (en) | Method for obtaining hardened workpieces of fasteners made of stainless austenitic steel | |
Reis et al. | Hot tensile behavior and fracture characteristics of a plasma nitrided maraging 300 steel | |
JP2005505689A (en) | Iron products with high hardness and high deformability | |
RU2535889C1 (en) | Heat treatment method of corrosion-resistant martensite-aging steels | |
JPS5913568B2 (en) | Manufacturing method for cold-formed coil springs | |
Skubisz et al. | Warm-forging characteristics and microstructural response of medium-carbon high-strength steels for high-duty components | |
RU2816975C1 (en) | Method of heat treatment of articles made from steel with carbon content of 0,4-1,5% | |
RU2787279C1 (en) | Method for obtaining hardened cylindrical blanks from austenitic stainless steel | |
Yu et al. | Strengthening mechanisms and microstructural evolution of medium manganese steel under dynamic and static loading | |
RU2034048C1 (en) | Method of treatment of high-alloy corrosion-resistant steels | |
Ahmed et al. | ANALYSIS OF FIVE MECHANICAL PROPERTIES OF ASTM A572 60 GRADE STEEL APPLYING THREE HEAT TREATMENT PROCESS | |
RU2405840C1 (en) | Hardening method of austenitic non-magnetic steel | |
Kobasko | The steel superstrengthening phenomenon, part 2 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080729 |