RU2640702C1 - Method of deformation-thermal treatment of austenitic corrosion-resistant steels - Google Patents
Method of deformation-thermal treatment of austenitic corrosion-resistant steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640702C1 RU2640702C1 RU2016148499A RU2016148499A RU2640702C1 RU 2640702 C1 RU2640702 C1 RU 2640702C1 RU 2016148499 A RU2016148499 A RU 2016148499A RU 2016148499 A RU2016148499 A RU 2016148499A RU 2640702 C1 RU2640702 C1 RU 2640702C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- plastic deformation
- stage
- temperature
- carried out
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии конструкционных сталей и сплавов, а именно к термомеханической обработке (ТМО) аустенитных коррозионно-стойких сталей, и может быть использовано во многих отраслях промышленности.The invention relates to the field of metallurgy of structural steels and alloys, namely to thermomechanical processing (TMT) of austenitic corrosion-resistant steels, and can be used in many industries.
Известен способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей, включающий пластическую деформацию путем горячей прокатки и термическую обработку. Горячую прокатку проводят в интервале температур 973-1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2, последующую термическую обработку осуществляют путем отжига в интервале температур 1323-1373 К и с временем выдержки в течение от 10 до 30 мин, затем проводят холодную прокатку при комнатной температуре до истинной степени деформации от более 3,5 до 4 с последующим отжигом в интервале температур 773-973 К с длительностью от 30 мин до 2 ч (патент RU 2482197, МПК C21D 6/00, C21D 8/00, опубл. 20.05.2013).A known method of heat-treatment of austenitic stainless steels, including plastic deformation by hot rolling and heat treatment. Hot rolling is carried out in the temperature range 973-1173 K to a true degree of deformation from 1 to 2, the subsequent heat treatment is carried out by annealing in the temperature range 1323-1373 K and with a holding time of 10 to 30 minutes, then cold rolling is carried out at room temperature temperature to the true degree of deformation from more than 3.5 to 4, followed by annealing in the temperature range 773-973 K with a duration of 30 minutes to 2 hours (patent RU 2482197, IPC C21D 6/00, C21D 8/00, publ. 20.05. 2013).
Известен способ термомеханической обработки коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, включающий пластическую деформацию заготовки стали путем прокатки. Предварительно осуществляют гомогенизационный отжиг заготовки стали в интервале температур 1273-1373 К в течение 30 минут и охлаждение в воде, а прокатку проводят в два этапа, при этом на первом этапе прокатку проводят в интервале температур 673-973 К до истинной степени деформации от 0,5 до 1, затем осуществляют отжиг в интервале температур 673-873 К с выдержкой от 1 до 2 часов и последующим охлаждением на воздухе, а на втором этапе прокатку проводят в интервале температур 673-773 К до истинной степени деформации более 2 с последующим охлаждением на воздухе (патент RU 2525006, МПК C21D 6/00, C21D 8/00, опубл. 10.08.2014). Известный способ принят за прототип.A known method of thermomechanical processing of corrosion-resistant steels of the austenitic class, including plastic deformation of a steel billet by rolling. Preliminarily, homogeneous annealing of the steel billet is carried out in the temperature range 1273-1373 K for 30 minutes and cooling in water, and rolling is carried out in two stages, while at the first stage, rolling is carried out in the temperature range 673-973 K to a true degree of deformation from 0, 5 to 1, then annealing in the temperature range of 673-873 K with holding from 1 to 2 hours and subsequent cooling in air, and at the second stage, rolling is carried out in the temperature range of 673-773 K to a true degree of deformation of more than 2, followed by cooling to the air (Patent RU 2525006, IPC C21D 6/00, C21D 8/00, publ. 08/10/2014). The known method is adopted as a prototype.
Недостаток прототипа - пластическую деформацию осуществляют прокаткой (роллингом), в результате чего структура стали недостаточно проработана и прочностные характеристики невысоки.The disadvantage of the prototype is plastic deformation is carried out by rolling (rolling), as a result of which the steel structure is not sufficiently developed and the strength characteristics are low.
Задачей изобретения является разработка способа термомеханической обработки аустенитных коррозионно-стойких сталей, позволяющего повысить их прочностные свойства при температурах деформации ниже температуры рекристаллизации с сохранением однородной аустенитной структуры.The objective of the invention is to develop a method for thermomechanical processing of austenitic corrosion-resistant steels, which allows to increase their strength properties at deformation temperatures below the crystallization temperature while maintaining a uniform austenitic structure.
Технический результат изобретения - увеличение степени наклепа стали (повышение прочностных свойств аустенитной стали за счет изменения структуры и фазового состава в процессе пластической деформации).The technical result of the invention is an increase in the degree of hardening of steel (increase in the strength properties of austenitic steel due to changes in the structure and phase composition in the process of plastic deformation).
Задача решается, а технический результат достигается способом деформационно-термической обработки аустенитных коррозионно-стойких сталей, который осуществляют по двум вариантам.The problem is solved, and the technical result is achieved by the method of deformation-heat treatment of austenitic corrosion-resistant steels, which is carried out in two ways.
По первому варианту способ деформационно-термической обработки аустенитных коррозионно-стойких сталей включает предварительный гомогенизационный отжиг заготовки с последующим охлаждением со скоростью, обеспечивающей сохранение пересыщенного раствора легирующих элементов в аустените, и пластическую деформацию заготовки в два этапа. В отличие от прототипа осуществляют интенсивную пластическую деформацию кручением под высоким гидростатическим давлением, причем на первом этапе проводят теплую интенсивную пластическую деформацию с постепенным понижением температуры от 723К до 573К с достижением истинной степени деформации от 4,5 до 7,5, а на втором этапе осуществляют холодную интенсивную пластическую деформацию при температуре до 293К с достижением истинной степени деформации 2,25 и выше.According to the first embodiment, the method of deformation-heat treatment of austenitic corrosion-resistant steels includes preliminary homogenization annealing of the billet with subsequent cooling at a speed that ensures the preservation of the supersaturated solution of alloying elements in austenite, and plastic deformation of the billet in two stages. In contrast to the prototype, intense plastic deformation by torsion is carried out under high hydrostatic pressure, and at the first stage, warm intense plastic deformation is carried out with a gradual decrease in temperature from 723K to 573K to achieve a true degree of deformation from 4.5 to 7.5, and in the second stage, cold intense plastic deformation at temperatures up to 293K with a true degree of deformation of 2.25 and above.
По второму варианту способ деформационно-термической обработки аустенитных коррозионно-стойких сталей включает предварительный гомогенизационный отжиг заготовки с последующим охлаждением со скоростью, обеспечивающей сохранение пересыщенного раствора легирующих элементов в аустените, и пластическую деформацию заготовки в два этапа. В отличие от прототипа осуществляют интенсивную пластическую деформацию кручением под высоким гидростатическим давлением, причем на первом этапе проводят холодную интенсивную пластическую деформацию при температуре до 293К с достижением истинной степени деформации не менее 3,5, а на втором этапе осуществляют теплую интенсивную пластическую деформацию при 723К с достижением истинной степени деформации более 3,5.According to the second embodiment, the method of heat-treatment of austenitic corrosion-resistant steels includes preliminary homogenization annealing of the billet with subsequent cooling at a rate that preserves the supersaturated solution of alloying elements in austenite, and plastic deformation of the billet in two stages. In contrast to the prototype, intense plastic deformation by torsion is carried out under high hydrostatic pressure, and at the first stage, cold intense plastic deformation is carried out at temperatures up to 293K with a true degree of deformation of at least 3.5, and in the second stage, warm intense plastic deformation is performed at 723K s achieving a true degree of deformation of more than 3.5.
Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.
При использовании интенсивной пластической деформации (ИПД) кручением под высоким гидростатическим давлением исходная структура с высокой степенью однородности подвергается интенсивному измельчению за счет реализации основных механизмов пластической деформации - дислокационного скольжения и двойникования. Благодаря использованию ИПД удается накопить большие степени деформации при сохранении целостности образца. Измельчение структуры в свою очередь, согласно известному закону Холла-Петча, приводит к повышению прочности. Вклад в прочность также вносит механизм дисперсионного упрочнения, реализующийся через выделение из пересыщенного твердого раствора мелкодисперсных фаз, инициированное интенсивной пластической деформацией и температурным воздействием (деформационным разогревом).When using intensive plastic deformation (IPD) by torsion under high hydrostatic pressure, the initial structure with a high degree of homogeneity is subjected to intensive grinding due to the implementation of the main mechanisms of plastic deformation - dislocation slip and twinning. Thanks to the use of IPD, it is possible to accumulate large degrees of deformation while maintaining the integrity of the sample. Grinding the structure, in turn, according to the well-known Hall-Petch law, leads to an increase in strength. The contribution to the strength is also made by the dispersion hardening mechanism, which is realized through the precipitation of finely dispersed phases from a supersaturated solid solution, initiated by intense plastic deformation and temperature action (deformation heating).
Предлагаемый способ термомеханической обработки позволяет получить однородную мелкозернистую структуру и развитую дислокационную субструктуру в аустенитной коррозионно-стойкой стали при температурах ниже температуры рекристаллизации, которые отвечают условиям менее затратной холодной и теплой деформации, более эффективной для создания высокой степени наклепа (упрочнения), и не требует применения специального охлаждающего оборудования для заготовки и инструмента.The proposed method of thermomechanical processing allows to obtain a homogeneous fine-grained structure and a developed dislocation substructure in austenitic corrosion-resistant steel at temperatures below the recrystallization temperature, which meet the conditions of less expensive cold and warm deformation, more effective for creating a high degree of hardening (hardening), and does not require application special cooling equipment for the workpiece and tool.
Сущность изобретения поясняют примеры конкретного выполнения.The invention is illustrated by examples of specific performance.
Пример 1 (вариант 1)Example 1 (option 1)
В качестве исходной заготовки был использован пруток стали 08Х18Н10Т диаметром 20 мм. Предварительно заготовка была подвергнута гомогенизационному отжигу при температуре 1050°С в течение часа и последующему охлаждению на воздухе (скорость охлаждения ~3°/сек). В результате была сформирована аустенитная структура, представляющая собой пересыщенный твердый раствор, со средним размером аустенитных зерен 25 мкм. Интенсивную пластическую деформацию проводили методом кручения при давлении 6 ГПа в два этапа:As the initial billet, a steel bar 08X18H10T with a diameter of 20 mm was used. The billet was preliminarily subjected to homogenization annealing at a temperature of 1050 ° С for an hour and subsequent cooling in air (cooling rate ~ 3 ° / s). As a result, an austenitic structure was formed, which is a supersaturated solid solution with an average austenitic grain size of 25 μm. Intensive plastic deformation was performed by torsion at a pressure of 6 GPa in two stages:
1. На первом этапе проводили деформацию с постепенным понижением температуры с Т=723 К до Т=573 К. Суммарная степень деформации составила 4,5.1. At the first stage, deformation was carried out with a gradual decrease in temperature from T = 723 K to T = 573 K. The total degree of deformation was 4.5.
2. На втором этапе температура деформации составила Т=293 К со степенью деформации 2,25.2. At the second stage, the deformation temperature was T = 293 K with a degree of deformation of 2.25.
Пример 2 (вариант 2)Example 2 (option 2)
В качестве исходной заготовки был использован пруток стали 08Х18Н10Т диаметром 20 мм. Предварительно заготовка была подвергнута гомогенизационному отжигу при температуре 1050°С в течение часа и последующим охлаждением на воздухе (скорость охлаждения ~3°сек). В результате была сформирована аустенитная структура со средним размером аустенитных зерен 25 мкм. Интенсивную пластическую деформацию методом кручения при давлении 6 ГПа проводили в два этапа:As the initial billet, a steel bar 08X18H10T with a diameter of 20 mm was used. The billet was preliminarily subjected to homogenization annealing at a temperature of 1050 ° С for an hour and subsequent cooling in air (cooling rate ~ 3 ° sec). As a result, an austenitic structure was formed with an average austenitic grain size of 25 μm. Intensive plastic deformation by torsion at a pressure of 6 GPa was carried out in two stages:
1. На первом этапе температура деформации составила Т=293 К, степень деформации 3,7.1. At the first stage, the deformation temperature was T = 293 K, the degree of deformation of 3.7.
2. На втором этапе деформация была проведена при Т=723 К, степень деформации 3,7.2. In the second stage, the deformation was carried out at T = 723 K, the degree of deformation of 3.7.
В обоих вариантах была сформирована ультрамелкозернистая микроструктура с размером зерен от 60-125 нм, а рентгено-структурный анализ выявил наличие аустенитной фазы. Полученная микроструктура определила высокий уровень механических свойств коррозионно-стойкой аустенитной стали (См. таблицу).In both cases, an ultrafine-grained microstructure with a grain size of 60–125 nm was formed, and an X-ray structural analysis revealed the presence of an austenitic phase. The resulting microstructure determined a high level of mechanical properties of corrosion-resistant austenitic steel (see table).
Таким образом, предложенный способ деформационно-термической обработки аустенитных коррозионно-стойких сталей позволяет повысить их прочностные свойства при температурах деформации ниже температуры рекристаллизации с сохранением однородной аустенитной структуры.Thus, the proposed method of deformation-heat treatment of austenitic corrosion-resistant steels allows to increase their strength properties at deformation temperatures below the recrystallization temperature while maintaining a uniform austenitic structure.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148499A RU2640702C1 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Method of deformation-thermal treatment of austenitic corrosion-resistant steels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148499A RU2640702C1 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Method of deformation-thermal treatment of austenitic corrosion-resistant steels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2640702C1 true RU2640702C1 (en) | 2018-01-11 |
Family
ID=68235362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016148499A RU2640702C1 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Method of deformation-thermal treatment of austenitic corrosion-resistant steels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2640702C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692539C1 (en) * | 2018-12-24 | 2019-06-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method of obtaining volumetric blanks of high-manganese steel with recrystallized fine-grained structure |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU863673A1 (en) * | 1978-05-31 | 1981-09-15 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Method of thermal treatment of carbon austenite steels |
| SU1296606A1 (en) * | 1984-11-23 | 1987-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Method for working austenitic steel articles |
| RU2034048C1 (en) * | 1991-01-18 | 1995-04-30 | Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | Method of treatment of high-alloy corrosion-resistant steels |
| JPH1065230A (en) * | 1996-08-23 | 1998-03-06 | Toko Inc | Piezoelectric transformer |
| US7967927B2 (en) * | 2001-02-09 | 2011-06-28 | QuesTek Innovations, LLC | Nanocarbide precipitation strengthened ultrahigh-strength, corrosion resistant, structural steels |
| RU2525006C1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Thermomechanical processing of austenite steels |
| RU2598744C1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-09-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method of thermomechanical treatment of metastable austenitic steel |
-
2016
- 2016-12-09 RU RU2016148499A patent/RU2640702C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU863673A1 (en) * | 1978-05-31 | 1981-09-15 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Method of thermal treatment of carbon austenite steels |
| SU1296606A1 (en) * | 1984-11-23 | 1987-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Method for working austenitic steel articles |
| RU2034048C1 (en) * | 1991-01-18 | 1995-04-30 | Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | Method of treatment of high-alloy corrosion-resistant steels |
| JPH1065230A (en) * | 1996-08-23 | 1998-03-06 | Toko Inc | Piezoelectric transformer |
| US7967927B2 (en) * | 2001-02-09 | 2011-06-28 | QuesTek Innovations, LLC | Nanocarbide precipitation strengthened ultrahigh-strength, corrosion resistant, structural steels |
| RU2525006C1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Thermomechanical processing of austenite steels |
| RU2598744C1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-09-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method of thermomechanical treatment of metastable austenitic steel |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692539C1 (en) * | 2018-12-24 | 2019-06-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method of obtaining volumetric blanks of high-manganese steel with recrystallized fine-grained structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101758956B1 (en) | Processing of alpha/beta titanium alloys | |
| Zhang et al. | Tensile deformation and fracture characteristics of delta-processed Inconel 718 alloy at elevated temperature | |
| CA3001298C (en) | Optimization of aluminum hot working | |
| JP2016517471A5 (en) | ||
| Cavaliere | Hot and warm forming of 2618 aluminium alloy | |
| US20150101718A1 (en) | Artificial Aging Process For High Strength Aluminum | |
| KR20110026153A (en) | Method for producing nano-crystalline titanium alloy without severe deformation | |
| RU2640702C1 (en) | Method of deformation-thermal treatment of austenitic corrosion-resistant steels | |
| JP6252730B2 (en) | Stainless steel strip for spring and manufacturing method thereof | |
| Kim et al. | Enhancing superplasticity of ultrafine‐grained Ti–6Al–4V without imposing severe plastic deformation | |
| Mattos et al. | Uphill quenching of aluminum alloys | |
| RU2598744C1 (en) | Method of thermomechanical treatment of metastable austenitic steel | |
| Fallahi et al. | Effect of heat treatment on mechanical properties of ECAPed 7075 aluminum alloy | |
| RU2482197C1 (en) | Method for deformation-thermal processing of austenitic stainless steels | |
| Ridhwan et al. | Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of 6061 aluminum alloy | |
| RU2641429C1 (en) | Method to increase strength of stable austenitic steel | |
| Li et al. | Effect of cyclic heat treatment on microstructure and mechanical properties of 50CrV4 steel | |
| RU2366728C1 (en) | Method of production of plate iron out of austenite non magnetic steel | |
| CN105861804A (en) | Heat treatment method for railway vehicle axle subjected to full annealing in advance | |
| RU2344182C2 (en) | Method of thermal processing of high-strength maraging steel articles | |
| Ridhwan et al. | Effect of aging on the microstructures and mechanical properties of C102 copper alloy | |
| Ridhwan et al. | Effect of cooling rate on microstructures and mechanical properties of C102 copper alloy | |
| RU2790707C1 (en) | Method of multiple deformation-heat treatment of austenitic corrosion-resistant steel | |
| JPS59150017A (en) | Heat treatment of martensitic stainless cast steel | |
| RU2617188C2 (en) | Method of processing of titanium alloy semi-finished products |