RU2610196C1 - Способ обработки метастабильных аустенитных сталей методом интенсивной пластической деформации - Google Patents
Способ обработки метастабильных аустенитных сталей методом интенсивной пластической деформации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610196C1 RU2610196C1 RU2015147728A RU2015147728A RU2610196C1 RU 2610196 C1 RU2610196 C1 RU 2610196C1 RU 2015147728 A RU2015147728 A RU 2015147728A RU 2015147728 A RU2015147728 A RU 2015147728A RU 2610196 C1 RU2610196 C1 RU 2610196C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plastic deformation
- temperature
- austenitic steels
- metastable austenitic
- deformation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, для изготовления изделий и конструкций для химической промышленности, в энергетике и т.д. Способ обработки аустенитных сталей в метастабильном состоянии включает ступенчатую интенсивную пластическую деформацию с понижением температуры проведения каждой последующей ступени, при этом ступенчатую пластическую деформацию проводят с понижением температуры в интервале 450-20°C с суммарной истинной степенью деформации 6-8 до получения полностью аустенитной нанокристаллической структуры. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик и коррозионной стойкости метастабильных аустенитных сталей при сохранении достаточного уровня пластичности. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке метастабильных аустенитных сталей путем интенсивной пластической деформации, и может быть использовано в различных отраслях техники, в частности для изготовления изделий и конструкций для химической промышленности, в энергетике и т.д.
Применение метастабильных аустенитных сталей в настоящее время ограничивается сложностью деформационно-термического упрочнения. Высокий комплекс прочностных и пластических свойств достигается путем сложных обработок. Для высоких степеней деформации при низких температурах требуются мощные деформирующие устройства. Поэтому поиск новых способов обработки метастабильных аустенитных сталей является в настоящее время весьма актуальной проблемой.
Известен «Способ получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой» (РФ 2488637 C1, C21D 8/00, 27.07.2013), в котором предложена обработка метастабильных аустенитных сталей типа 08X18H10 для получения нанокристаллической структуры, включающий интенсивную пластическую деформацию (ИПД) многократной ковкой с изменением оси ориентации при температуре 500-650°C с суммарной истинной степенью деформации не менее 3 и последующий отжиг при температуре выше изотермической ковки. Методы ИПД основаны на создании в материалах высокой плотности дефектов кристаллического строения, в результате чего сталь, полученная при подобной обработке, характеризуется высокой прочностью, но обладает низкой коррозионной стойкостью и усталостной прочностью из-за частично образующегося в результате деформации мартенсита.
Наиболее близким к предложенному является «Способ получения заготовок сталей аустенитного класса» (РФ 2468093 C1, C21D 8/00, 27.11.2012), в котором способ изготовления заготовок из метастабильных аустенитных сталей типа 08Х18Н10Т включает интенсивную пластическую деформацию методом многократной ковки с последовательным изменением оси ориентации с понижением температуры деформации на 80-150 К, причем первую осадку проводят при температуре 1224-1323 К, а две последние - при температуре 873-923 К с последующим отжигом при температуре выше температуры двух последних осадок. Несмотря на то что полученный сплав имеет достаточно однородную нанокристаллическую структуру, прочностные и коррозионно-стойкие характеристики сплава недостаточно высокие вследствие присутствия в структуре сплава некоторого количества мартенсита.
Задачей изобретения является разработка способа обработки метастабильной аустенитной стали для получения нанокристаллической структуры в 100%-ном аустенитном состоянии.
Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик и коррозионной стойкости метастабильных аустенитных сталей при сохранении достаточного уровня пластичности.
Технический результат достигается тем, что в способе обработки аустенитных сталей в метастабильном состоянии, включающем ступенчатую интенсивную пластическую деформацию с понижением температуры проведения каждой последующей ступени, согласно изобретению ступенчатую пластическую деформацию проводят с понижением температуры в интервале 450-20°C с суммарной истинной степенью деформации 6-8 до получения полностью аустенитной нанокристаллической структуры.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Структура метастабильных аустенитных сталей представляет собой неустойчивый аустенит, который может претерпевать мартенситное превращение в результате обработки холодом или пластической деформации ниже мартенситной точки Мд. Свойства стали определяются соотношением количества аустенита и мартенсита в структуре. Используя одноступенчатую интенсивную пластическую деформацию при комнатной температуре можно сформировать нанокристаллическую структуру с размером зерна 60 нм, но при этом в процессе деформации образуется 74% мартенсита, что приводит к охрупчиванию материала (образцы при растяжении рвутся в упругой области). При проведении одноступенчатой интенсивной пластической деформации при температуре 450°C можно получить полностью аустенитное состояние, но размер зерна при этом составляет 125 нм, что способствует понижению предела прочности 1680 МПа (условный предел текучести 1640 МПа) при относительном удлинении 10%. Интенсивная пластическая деформация, проводимая в интервале температур 450-20°C по ступенчатому режиму с понижением температуры на каждом последующем этапе и суммарной истинной степенью деформации 6-8, понижает температуру появления мартенсита деформации, сдвигая ее в область отрицательных температур при одновременном измельчении зерна, что позволяет получить конечную структуру, содержащую 100%-ный аустенит, упрочненный за счет создания ультрамелкозернистой структуры.
Пример реализации способа
Закалку образцов стали 08Х18Н10Т осуществляли с температуры 1050±10°C в воду. Размер зерна аустенита составил 25 мкм. Деформацию кручением под высоким квазигидростатическим давлением (КВД) проводили при давлении 6 ГПа со скоростью 1 об/мин на образцах диаметром 20 мм и толщиной 1 мм по ступенчатому режиму с понижением температуры каждой последующей ступени в три этапа: Тдеф=450°C (3 оборота) → Тдеф=300°C (3 оборота) → Тдеф=20°C (4 оборота), при этом на каждом этапе происходило измельчение зерна при этих температурах: до 125 нм на первом этапе, до 85 нм на втором этапе и до 60 нм на третьем этапе. Суммарное количество оборотов равнялось 10, что соответствует истинной степени деформации на середине радиуса образцов ~7,4.
После обработки стали 08Х18Н10Т получили нанокристаллическую структуру со средним размером зерна 60 нм при комнатной температуре в полностью аустенитном состоянии (100%), поскольку последовательное уменьшение размера зерна при КВД способствовало уменьшению температуры появления мартенсита деформации и ее смещению в область отрицательных температур. Сталь после КВД имела предел прочности 1855 МПа, условный предел текучести 1820 МПа при относительном удлинении 4%.
Таким образом, предложенный способ обработки метастабильных аустенитных сталей позволяет получить нержавеющие стали с высоким уровнем прочностных свойств при достаточном уровне пластичности для их последующей обработки и использования.
Claims (1)
- Способ обработки аустенитных метастабильных сталей, включающий ступенчатую интенсивную пластическую деформацию с понижением температуры проведения каждой последующей ступени, отличающийся тем, что ступенчатую пластическую деформацию проводят с понижением температуры в интервале 450-20°С с суммарной истинной степенью деформации 6-8 с получением аустенитной нанокристаллической структуры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147728A RU2610196C1 (ru) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Способ обработки метастабильных аустенитных сталей методом интенсивной пластической деформации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147728A RU2610196C1 (ru) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Способ обработки метастабильных аустенитных сталей методом интенсивной пластической деформации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2610196C1 true RU2610196C1 (ru) | 2017-02-08 |
Family
ID=58457850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015147728A RU2610196C1 (ru) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Способ обработки метастабильных аустенитных сталей методом интенсивной пластической деформации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610196C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2787279C1 (ru) * | 2022-06-09 | 2023-01-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения упрочненных цилиндрических заготовок из нержавеющей стали аустенитного класса |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181776C2 (ru) * | 2000-01-05 | 2002-04-27 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Способ обработки сталей |
RU2254394C1 (ru) * | 2004-03-16 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Высокопрочная аустенитная нержавеющая сталь и способ окончательной упрочняющей обработки изделий из нее |
US7967927B2 (en) * | 2001-02-09 | 2011-06-28 | QuesTek Innovations, LLC | Nanocarbide precipitation strengthened ultrahigh-strength, corrosion resistant, structural steels |
RU2468093C1 (ru) * | 2011-11-29 | 2012-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения заготовок сталей аустенитного класса |
RU2525006C1 (ru) * | 2013-03-21 | 2014-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ термомеханической обработки сталей аустенитного класса |
-
2015
- 2015-11-06 RU RU2015147728A patent/RU2610196C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181776C2 (ru) * | 2000-01-05 | 2002-04-27 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Способ обработки сталей |
US7967927B2 (en) * | 2001-02-09 | 2011-06-28 | QuesTek Innovations, LLC | Nanocarbide precipitation strengthened ultrahigh-strength, corrosion resistant, structural steels |
RU2254394C1 (ru) * | 2004-03-16 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Высокопрочная аустенитная нержавеющая сталь и способ окончательной упрочняющей обработки изделий из нее |
RU2468093C1 (ru) * | 2011-11-29 | 2012-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения заготовок сталей аустенитного класса |
RU2525006C1 (ru) * | 2013-03-21 | 2014-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ термомеханической обработки сталей аустенитного класса |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2787279C1 (ru) * | 2022-06-09 | 2023-01-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения упрочненных цилиндрических заготовок из нержавеющей стали аустенитного класса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sirin et al. | Effect of the ion nitriding surface hardening process on fatigue behavior of AISI 4340 steel | |
Filippov et al. | Low-cost treatment of rolled products used to make long high-strength bolts | |
Hong et al. | Unraveling the origin of strain-induced precipitation of M23C6 in the plastically deformed 347 Austenite stainless steel | |
Dobrzański et al. | Hot-rolling of advanced high-manganese C-Mn-Si-Al steels | |
WO2013081144A1 (ja) | ニッケルフリー高窒素ステンレス製材料の圧延・抽伸加工方法、ニッケルフリー高窒素ステンレス製シームレス細管及びその製造方法 | |
CN103290183A (zh) | 一种提高金属材料强度的方法 | |
CN108642384B (zh) | 一种高通量细晶强化金属材料试样的制备方法 | |
Yuan et al. | Microstructural thermostability of high nitrogen austenitic stainless steel | |
CN104372239A (zh) | 一种钒氮微合金高强相变诱发塑性钢无缝管及其制备方法 | |
RU2610196C1 (ru) | Способ обработки метастабильных аустенитных сталей методом интенсивной пластической деформации | |
Kučerová et al. | Influence of Nb micro-alloying on TRIP steels treated by continuous cooling process | |
RU2482197C1 (ru) | Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей | |
RU2641429C1 (ru) | Способ повышения прочности стабильной аустенитной стали | |
CN104018067A (zh) | 一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及其制备方法 | |
CN110358981A (zh) | 一种超级双相不锈钢无缝钢管及其制备方法 | |
JP2007126709A (ja) | 高窒素ステンレス鋼の結晶粒微細化熱処理方法及び高窒素ステンレス鋼 | |
Shakhova et al. | Effect of cold rolling on the structure and mechanical properties of austenitic corrosion-resistant 10Kh18N8D3BR steel | |
CN103866191B (zh) | 一种贝氏体基体相变诱发塑性钢无缝管及其制备方法 | |
Wu et al. | Effects of different annealing time on microstructure and mechanical properties of lightweight Al-containing medium-Mn steel | |
Kucerova et al. | Optimization of QP process parameters with regard to final microstructures and properties | |
Astafurova et al. | Structural and phase transformations in nanostructured 0.1% C-Mn-V-Ti steel during cold deformation by high pressure torsion and subsequent heating | |
Litovchenko et al. | Effect of thermomechanical treatments on the formation of submicrocrystalline structural states and mechanical properties of metastable austenitic steel | |
Yang et al. | Improvement in Performance of Cold-drawn SCM435 Alloy Steel Wires through Optimization of Intercritical Annealing Parameters. | |
RU2787279C1 (ru) | Способ получения упрочненных цилиндрических заготовок из нержавеющей стали аустенитного класса | |
Borisova et al. | Investigation of steel 09G2S processed by equal channel angular pressing |