RU2766225C1 - Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса - Google Patents
Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2766225C1 RU2766225C1 RU2021114835A RU2021114835A RU2766225C1 RU 2766225 C1 RU2766225 C1 RU 2766225C1 RU 2021114835 A RU2021114835 A RU 2021114835A RU 2021114835 A RU2021114835 A RU 2021114835A RU 2766225 C1 RU2766225 C1 RU 2766225C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- forgings
- forging
- water
- cooling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при изготовлении толстостенных поковок из сталей аустенитного класса, применяемых для получения изделий тепловой и атомной энергетики. Выплавленный слиток после полного прогрева подвергают гомогенизации при температуре 1190±20°C с выдержкой 16 часов. Слиток подвергают осадке при температуре 1190±20°С. Затем осуществляют операции ковки при температуре, не превышающей 1090±20°C, с охлаждением поковок после окончания процесса ковки в воде. Проводят аустенизацию поковок при температуре 1025±20°C с выдержкой 1,2-1,3 мин/мм сечения с последующим охлаждением в воде. В результате обеспечивается уменьшение зерна в металле поковки и предотвращение образования трещин. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к технологии изготовления толстостенных поковок из сталей аустенитного класса, используемых для изготовления изделий для тепловой и атомной энергетики и, в частности, для парогенераторов атомных электростанций.
Известны способы изготовления стальных поковок, включающие выплавку, ковку и термическую обработку (Справочник. Т1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка / под ред. Е.И. Семенова - М.: Машиностроение, 1985 г. 568 с.). Недостатком известного способа является получение металла со значительным разбросом размера зерна.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления поковок (Константинов И.Л. Технология ковки и горячей объемной штамповки. - М.: ИНФА-М; Красноярск: Сиб. Федер. Ун-т, 2014. - 551 с.).
Согласно известному способу металл подвергают выплавке, ковке и термической обработке, при этом гомогенизация слитка проводится при температуре 1200±20°С.
Недостатком известного способа, как установлено исследованиями, является возможность образования кольцевых трещин в процессе ковки.
Техническим результатом изобретения является создание способа изготовления поковок из сталей аустенитного класса, обеспечивающего уменьшение размера зерна в металле поковок и предотвращения возможного образования кольцевых трещин.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что слиток после полного прогрева подвергают гомогенизации при температуре 1190±20°C с выдержкой 16 часов, а после операции осадки, осуществляемой также при температуре 1190±20°С, остальные операций ковки проводятся при температуре не превышающей 1090±20°C с охлаждением поковок после конца ковки в воде, при этом процесс аустенизации поковок осуществляется при температуре 1025±20°C с выдержкой 1,2-1,3 мин/мм сечения, с последующим охлаждением в воде.
Проведение процесса гомогенизации слитка при температуре 1190±20°C с выдержкой 16 часов, приводит к растворению 8-феррита, что обеспечивает повышение горячей пластичности стали и устранения условий образования кольцевых трещин. Снижение температуры гомогенизации ниже 1170°С приводит к замедлению процесса растворения δ-феррита и снижения качества ковки, температура превышающая 1210°С ведет к образованию δ-феррита, что приводит к охрупчиванию металла.
Режимы нагрева поковок после осадки на остальных режимах нагрева под ковку при температуре превышающей 1110°С, приводят к собирательной рекристаллизации и росту зерна, ухудшающей процессы последующей сварки. Снижение температуры ковки ниже 1070°С увеличивает напряжение деформирования и повышает склонность к образованию кольцевых трещин.
На рост зерна оказывает влияние и охлаждение поковок после ковки. Следует учитывать, что 70% тепла, выделяемого в процессе деформации при ковке, идет на нагрев металла и лишь 30% оказывает влияние на процесс формообразование. Поэтому в процессе ковки центр толстостенных поковок практически не охлаждается и после ковки толстостенных поковок их охлаждение (в особенности центральной области) при охлаждении на воздухе происходит замедленно. При этом в металле может быть как постдинамическая, так и собирательная рекристаллизация, приводящие к сильной разнозернистости и увеличению размеров зерен. Поэтому охлаждение толстостенных поковок необходимо проводить в воде.
Для предупреждения образования межкристаллитной коррозии стали аустенитного класса подвергаются закалке (аустенизации) в воде или на воздухе.
Регламентирование времени выдержки в процессе аустенизации, должно составлять 1,2-1,3 мин/мм сечения при температуре 1025±20°С. Превышение температуры аустенизации свыше 1045°С и выдержки свыше 1,3 мин/мм сечения способствует полному растворению карбидов хрома Ме23С6, однако при этом в металле поковки происходит рост рекристаллизованных зерен.
Уменьшение длительности выдержки при аустенизации менее 1,2 мин/мм сечения и снижение температуры менее 1005°С приводит к неполной рекристаллизации структуры, а также к образованию сильной разнозернистости.
Пример реализации изобретения
Была выплавлена хромоникельмолибденовая нестабилизированная сталь аустенитного класса марки 08Х16Н11М3. Химический состав этой стали приведен в таблице 1.
Слиток из этой стали подвергался гомогенизации при температуре 1190±20°C с выдержкой 16 часов. Затем слиток подвергся биллетировке и осадке при температуре 1190±20°С, далее разгонке и прошивке при температуре 1090±20°С. После ковки поковка диаметром 2300 мм и толщиной 650 мм подвергалась аустенизации при температуре 1025±20°С с охлаждением в воде.
Затем из середины плиты был вырезан темплет, который разрезался на заготовки размером 20×20×60 мм.
Из этих заготовок были изготовлены образцы для механических испытаний при температуре 600°С по ГОСТ 9651 и металлографического исследования/Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Как видно из полученных результатов, образцы, изготовленные по предлагаемому способу, имеют более высокие значения пластических свойств и меньший размера зерна по сравнению с образцами, изготовленными по известному способу.
Ожидаемый технико-экономический эффект по сравнению с прототипом выразится в возможности создания новых конструкций для тепловой и атомной энергетики с металлом, обладающим повышенной пластичностью и снижением брака при ковке.
Claims (1)
- Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса, включающий выплавку, ковку и термическую обработку, отличающийся тем, что слиток после полного прогрева подвергают гомогенизации при температуре 1190±20°C с выдержкой 16 часов, а после операции осадки, осуществляемой при температуре 1190±20°С, остальные операции ковки проводят при температуре, не превышающей 1090±20°C, с охлаждением поковок после окончания процесса ковки в воде, при этом аустенизацию поковок осуществляют при температуре 1025±20°C с выдержкой 1,2-1,3 мин/мм сечения с последующим охлаждением в воде.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114835A RU2766225C1 (ru) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114835A RU2766225C1 (ru) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2766225C1 true RU2766225C1 (ru) | 2022-02-10 |
Family
ID=80214947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021114835A RU2766225C1 (ru) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2766225C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797893C1 (ru) * | 2022-10-17 | 2023-06-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4138279A (en) * | 1976-03-01 | 1979-02-06 | Kubota, Ltd. | Method of producing stainless steel product |
RU2488637C1 (ru) * | 2011-11-29 | 2013-07-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой |
US9574250B2 (en) * | 2011-04-25 | 2017-02-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Fabrication method for stepped forged material |
RU2618678C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ деформационно-термической обработки аустенитной высокомарганцевой стали |
RU2643119C2 (ru) * | 2016-05-04 | 2018-01-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ деформационно-термической обработки высокомарганцевой стали |
-
2021
- 2021-05-24 RU RU2021114835A patent/RU2766225C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4138279A (en) * | 1976-03-01 | 1979-02-06 | Kubota, Ltd. | Method of producing stainless steel product |
US9574250B2 (en) * | 2011-04-25 | 2017-02-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Fabrication method for stepped forged material |
RU2488637C1 (ru) * | 2011-11-29 | 2013-07-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой |
RU2618678C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ деформационно-термической обработки аустенитной высокомарганцевой стали |
RU2643119C2 (ru) * | 2016-05-04 | 2018-01-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ деформационно-термической обработки высокомарганцевой стали |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797893C1 (ru) * | 2022-10-17 | 2023-06-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111485085B (zh) | 一种提高18CrNiMo7-6合金在930-950℃温度抗晶粒长大的方法 | |
CN106102940A (zh) | 厚壁高韧性高张力钢板及其制造方法 | |
JP2009024218A (ja) | 軸受粗成形品の製造方法 | |
CN111558680B (zh) | 一种大截面f53实心锻件制造方法 | |
JPWO2016080315A1 (ja) | 冷間鍛造部品用圧延棒鋼または圧延線材 | |
EP3077558B1 (en) | Nickel-based alloy, method and use | |
EP3209806A1 (en) | An ultra-high strength thermo-mechanically processed steel | |
JP2020045565A (ja) | 連続冷却及びそれに続く焼鈍中にオーステンパされたオースフェライト鋼を製造するための方法 | |
JP5895266B2 (ja) | 鍛造物の製造方法 | |
CN110468348B (zh) | 一种核电站用022Cr19Ni10不锈钢法兰及其制造方法 | |
RU2766225C1 (ru) | Способ изготовления поковок из сталей аустенитного класса | |
JPS6128742B2 (ru) | ||
US10487372B2 (en) | High-strength bolt | |
CN114888220A (zh) | 一种925a船用耐压壳体钢锻件锻造及热处理工艺 | |
CN110216268B (zh) | 一种高碳高合金钢半固态成形控温冷却热处理工艺 | |
CN112941410A (zh) | 一种奥氏体不锈钢中α相含量控制方法 | |
JP2009280869A (ja) | 鋼材の製造方法 | |
US2363736A (en) | Stainless steel process | |
RU2532600C1 (ru) | Способ упрочнения крепежных изделий из низкоуглеродистой стали | |
RU2366728C1 (ru) | Способ получения толстолистового проката из аустенитной немагнитной стали | |
RU2544730C1 (ru) | Способ термомеханической обработки низколегированной стали | |
RU2405840C1 (ru) | Способ упрочнения аустенитной немагнитной стали | |
CN114990305B (zh) | 一种在线淬火生产q890d超高强钢中厚板的方法 | |
CN114749592B (zh) | 一种消除9Cr18马氏体不锈钢网状碳化物的方法 | |
JPH02274810A (ja) | 高張力非調質ボルトの製造法 |