RU2800436C1 - Method for manufacturing a billet for a cutting blade tool for agricultural excavation equipment from high-strength steel - Google Patents

Method for manufacturing a billet for a cutting blade tool for agricultural excavation equipment from high-strength steel Download PDF

Info

Publication number
RU2800436C1
RU2800436C1 RU2022123097A RU2022123097A RU2800436C1 RU 2800436 C1 RU2800436 C1 RU 2800436C1 RU 2022123097 A RU2022123097 A RU 2022123097A RU 2022123097 A RU2022123097 A RU 2022123097A RU 2800436 C1 RU2800436 C1 RU 2800436C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
strength
steel
strength steel
heat treatment
Prior art date
Application number
RU2022123097A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Владимирович Мишнев
Юлия Игоревна Борисова
Евгений Сергеевич Ткачёв
Сергей Игоревич Борисов
Диана Юнусовна Юзбекова
Валерий Александрович Дудко
Сергей Михайлович Гайдар
Татьяна Ивановна Балькова
Рустам Оскарович Кайбышев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Application granted granted Critical
Publication of RU2800436C1 publication Critical patent/RU2800436C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: manufacture of billets for cutting blade tools of agricultural excavation equipment from high-strength steel. The method includes casting an ingot, heating it in a muffle furnace to a deformation temperature, deformation by forging into a billet, cooling to room temperature, and heat treatment. The ingot is cast from high-strength steel having the following chemical composition, wt.%: carbon 0.40-0.45, silicon 1.70-1.90, chromium 0.70-0.90, manganese 1.00-1.50, molybdenum 0.20-0.30, sulfur not more than 0.01, phosphorus not more than 0.015, iron - the rest. Heat treatment includes austenitization at 900°C with a holding time of 5 minutes, cooling in a hot molten salt medium at a temperature of 140 to 250°C for 15 seconds and distribution at 400°C for 60 seconds in molten salt.
EFFECT: manufactured billets have high strength and ductility.
1 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным конструкционным сталям и может быть использовано для изготовления режущего лезвийного инструмента сельскохозяйственной землеройной техники.The invention relates to the field of metallurgy, namely to high-strength structural steels and can be used for the manufacture of cutting blade tools for agricultural earthmoving machinery.

В настоящее время к сталям для сельскохозяйственной и землеройной техники, предъявляются определенные требования по показателям твердости, предела текучести, временного сопротивления разрушению, стойкости к абразивному износу с достаточной пластичностью и ударной вязкостью. Современные стали, производимые для сельскохозяйственной техники, были разработаны еще в СССР и характеризуются низкой прочностью и низкой вязкостью разрушения. Термическая обработка данных сталей, заключающаяся в закалке в масло с последующим. низкотемпературным отпуском, обеспечивает достаточную твердость, но низкую надежность из-за довольно низкой пластичности и вязкости разрушения. В результате стали после термической обработки не обладают требуемой твердостью, что приводит к увеличению абразивного износа и короткому сроку службы готовой продукции. В современных условиях использование таких сталей в сельскохозяйственной землеройной технике является невыгодным с практической и экономической точки зрения.Currently, steels for agricultural and earthmoving equipment are subject to certain requirements in terms of hardness, yield strength, tensile strength, resistance to abrasive wear with sufficient ductility and toughness. Modern steels produced for agricultural machinery were developed back in the USSR and are characterized by low strength and low fracture toughness. Heat treatment of these steels, which consists in quenching in oil, followed by. low-temperature tempering, provides sufficient hardness, but low reliability due to the rather low ductility and fracture toughness. As a result, steels after heat treatment do not have the required hardness, which leads to increased abrasive wear and a short service life of finished products. In modern conditions, the use of such steels in agricultural earth-moving equipment is unprofitable from a practical and economic point of view.

В последние годы активно разрабатываются химические составы и способы термической обработки сталей, позволяющие получить высокопрочные низколегированные стали нового поколения. Структура таких сталей состоит из низкоотпущенного мартенсита, обедненного углеродом, и остаточного аустенита, обогащенного углеродом. Такую структуру получают с помощью термической обработки «закалка-распределение» (Q&P). С помощью обработки «закалка-распределение» (Q&P) можно достичь предела прочности на разрыв до 1900 МПа при сохранении величины удлинения после разрыва около 17% (Jirková Н et al. Influence of metastable retained austenite on macro and micromechanical properties of steel processed by the Q&P process, Journal of Alloys and Compounds, 2019, 615, S163-S168). Однако недостатком стали 0,42C-2Si-0,59Mn-1,33Cr-0,03Mo-0,03Nb-0,009P-0,004S-0,07Ni-0,01N масс. % является высокая стоимость из-за наличия в химическом составе никеля и низкие значения предела текучести не превышающие 970 МПа.In recent years, chemical compositions and methods of heat treatment of steels have been actively developed, which make it possible to obtain high-strength low-alloy steels of a new generation. The structure of such steels consists of low-tempered carbon-depleted martensite and residual austenite enriched in carbon. This structure is obtained by heat treatment "quench-distribution" (Q&P). With the help of "hardening-distribution" (Q&P) processing, it is possible to achieve a tensile strength of up to 1900 MPa while maintaining an elongation after fracture of about 17% (Jirková H et al. Influence of metastable retained austenite on macro and micromechanical properties of steel processed by the Q&P process, Journal of Alloys and Compounds, 2019, 615, S163-S168). However, the disadvantage of steel 0.42C-2Si-0.59Mn-1.33Cr-0.03Mo-0.03Nb-0.009P-0.004S-0.07Ni-0.01N wt. % is a high cost due to the presence of nickel in the chemical composition and low yield strength values \u200b\u200bnot exceeding 970 MPa.

Известна сверхпрочная сталь, описанная в патенте RU 2684912 С2 от 03.07.2015, которая имеет следующий химический состав, масс. %: 0,34-0,40 С, 1,50-2,30 Mn, 1,50-2,40 Si, 0,35-0,45 Cr, 0,07-0,20 Мо, 0,01-0,08 Al и менее 0,05 Nb, остальное Fe и неизбежные примеси. Обработка стали заключается в изготовлении стального листа с покрытием и без покрытия, который включает следующие последовательные стадии: нагрев до температуры Та (температура аустенизации), причем температура Та (температура аустенизации) выше, чем температура превращения стали Ас3, охлаждение нагретого стального листа до температуры Tq (температура закалки) более низкой, чем температура превращения стали Ms (точка начала мартенситного превращения), и находящейся в диапазоне от 200 до 230°С, и отжиг для перераспределения углерода при температуре Тр 350-450°C с выдержкой при этой температуре в течение времени распределения 25-55 секунд, при этом после распределения стальной лист оцинковывают и охлаждают до комнатной температуры. Недостатком данного способа являются низкие прочностные свойства - предел прочности листа не превышает 1470 МПа. В процессе термической обработки присутствует стадия обработки стального листа горячим цинкованием или цинкованием с отжигом, что усложняет технологический процесс получения требуемого уровня характеристик.Known heavy-duty steel, described in patent RU 2684912 C2 dated 07/03/2015, which has the following chemical composition, wt. %: 0.34-0.40 C, 1.50-2.30 Mn, 1.50-2.40 Si, 0.35-0.45 Cr, 0.07-0.20 Mo, 0.01 -0.08 Al and less than 0.05 Nb, the rest is Fe and unavoidable impurities. Steel processing consists in the production of coated and uncoated steel sheet, which includes the following successive stages: heating to a temperature Ta (austenization temperature), and the Ta temperature (austenization temperature) is higher than the steel transformation temperature Ac 3 , cooling the heated steel sheet to a temperature Tq (quenching temperature) lower than the steel transformation temperature Ms (martensitic transformation start point) and in the range of 200 to 230°C, and annealing to redistribute carbon at a temperature Tp of 350 to 450°C, holding at this temperature for during the spreading time of 25-55 seconds, while after spreading the steel sheet is galvanized and cooled to room temperature. The disadvantage of this method are low strength properties - the tensile strength of the sheet does not exceed 1470 MPa. In the heat treatment process, there is a stage of processing the steel sheet by hot dip galvanizing or annealing galvanizing, which complicates the technological process to obtain the required level of characteristics.

Известна высокопрочная листовая сталь, раскрытая в патенте RU 2680043 С2 от 03.07.2015. Высокопрочная сталь имеет следующий химический состав, мас. %: 0,25-0,4 С; 2,3-3,5 Mn; 2,3-3,0 Si; менее 0,040 Al, остальное Fe и неизбежные примеси. Способ обработки включает следующие стадии термической обработки: горячую прокатку листа, отжиг катаного листа в камерной печи, холодную прокатку горячекатаного и отожженного листа, отжиг холоднокатаного листа с выдержкой при температуре большей, чем температура Ас3, закалку с охлаждением до температуры Tq, находящейся в интервале от 65°С до 115°С. С температуры закалки лист нагревают до температуры распределения Тр 360°С - 500°C с выдержкой при указанной температуре. Далее следует охлаждение листа до комнатной температуры. Перед охлаждением может быть осуществлено горячее нанесение покрытия на стальной лист при 450°С - 490°С. Недостатком данного способа являются низкие механические свойства: предел текучести менее 1250 МПа, предел прочности менее 1600 МПа и относительное удлинение не превышает 14%. При этом сталь подвергается дополнительной термомеханической обработке - горячей и холодной прокатке, что является энергозатратным процессом в промышленных условиях.Known high-strength sheet steel, disclosed in the patent RU 2680043 C2 dated 07/03/2015. High-strength steel has the following chemical composition, wt. %: 0.25-0.4 C; 2.3-3.5 Mn; 2.3-3.0 Si; less than 0.040 Al, the rest is Fe and inevitable impurities. The processing method includes the following stages of heat treatment: hot rolling of the sheet, annealing of the rolled sheet in a chamber furnace, cold rolling of the hot-rolled and annealed sheet, annealing of the cold-rolled sheet with holding at a temperature higher than the Ac 3 temperature, quenching with cooling to a temperature Tq in the range from 65°С to 115°С. From the hardening temperature, the sheet is heated to a distribution temperature Tr of 360°C - 500°C with holding at the specified temperature. This is followed by cooling the sheet to room temperature. Before cooling, hot coating can be carried out on the steel sheet at 450°C - 490°C. The disadvantage of this method are low mechanical properties: yield strength less than 1250 MPa, tensile strength less than 1600 MPa and elongation does not exceed 14%. In this case, the steel is subjected to additional thermomechanical treatment - hot and cold rolling, which is an energy-consuming process in industrial conditions.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению и принятым за прототип является высокопрочная сталь и способ ее получения посредством обработки методом закалки с распределением с помощью ванны для цинкования, описанная в патенте RU 2632042 С2 от 16.05.2014. Согласно данному патенту высокопрочная сталь содержит, масс. %: 0,15-0,5 С, 1,0-4,0 Mn; 2,0 или менее Si, Al или их комбинации; 0,5 или менее молибдена; 0,05 или менее Nb; остальное - Fe и другие случайные примеси. Способ обработки заключается в нагреве стального листа до первой температуры (Т1), которая по меньшей мере выше температуры, при которой стальной лист претерпевает превращение в аустенит и феррит; охлаждению стального листа до второй температуры (Т2) путем охлаждения с критической скорости охлаждения или выше, причем Т2 ниже температуры (Ms) начала мартенситного превращения (в диапазоне температур от 160°С до 400°С). В повторном нагреве стального листа до температуры распределения при температуре 466°С, выдержки стального листа при температуре распределения в течение 15-60 секунд. В процессе горячим цинкованием или цинкованием с отжигом.The closest in technical essence to the proposed invention and taken as a prototype is high-strength steel and a method for its production by processing by hardening with distribution using a galvanizing bath, described in patent RU 2632042 C2 dated 05/16/2014. According to this patent, high-strength steel contains, wt. %: 0.15-0.5 C, 1.0-4.0 Mn; 2.0 or less Si, Al, or combinations thereof; 0.5 or less molybdenum; 0.05 or less Nb; the rest is Fe and other random impurities. The processing method is to heat the steel sheet to a first temperature (T1) which is at least higher than the temperature at which the steel sheet undergoes transformation into austenite and ferrite; cooling the steel sheet to a second temperature (T2) by cooling at a critical cooling rate or higher, wherein T2 is below the martensitic transformation start temperature (Ms) (within a temperature range of 160°C to 400°C). In reheating the steel sheet to the distribution temperature at 466°C, holding the steel sheet at the distribution temperature for 15-60 seconds. In the process of hot dip galvanizing or hot dip galvanizing.

Недостатком данного способа являются низкие прочностные показатели: предел текучести менее 960 МПа и предел прочности менее 1650 МПа. Сочетание прочности и пластичности, определяемое как величина произведения временного сопротивления разрушению на относительное удлинение (σB×δ) не превышает 29700 МПа×%. В процессе термической обработки присутствует стадия обработки стального листа горячим цинкованием или цинкованием с отжигом, что усложняет технологический процесс получения требуемого уровня характеристик.The disadvantage of this method are low strength properties: yield strength less than 960 MPa and tensile strength less than 1650 MPa. The combination of strength and ductility, defined as the value of the product of tensile fracture resistance and relative elongation (σ B ×δ) does not exceed 29700 MPa×%. In the heat treatment process, there is a stage of processing the steel sheet by hot dip galvanizing or annealing galvanizing, which complicates the technological process to obtain the required level of characteristics.

Из анализа известных аналогичных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость создания новых составов высокопрочной низколегированной стали для изготовления режущего лезвийного инструмента сельскохозяйственной землеройной техники.From the analysis of known similar technical solutions, it was revealed that the technical problem in this area is the need to create new compositions of high-strength low-alloy steel for the manufacture of cutting blade tools for agricultural earthmoving equipment.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение - это получение состава высокопрочной низколегированной стали, обеспечивающей высокую прочность и пластичность.The technical result to which the invention is directed is to obtain a composition of high-strength low-alloy steel, providing high strength and ductility.

Для решения технической проблемы и достижения заявленного результата предложен химический состав высокопрочной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, молибден, серу, фосфор и железо, при следующем соотношении компонентов, в мас. %:To solve the technical problem and achieve the claimed result, the proposed chemical composition of high-strength steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, sulfur, phosphorus and iron, in the following ratio, in wt. %:

углерод 0,40-0,45, кремний 1,70-1,90, хром 0,70-0,90, марганец 1,00-1,50, молибден 0,20-0,30, сера не более 0,01, фосфор не более 0,015, железо остальное, при этом сталь подвергают термической обработке, включающей аустенизацию при температуре 900°C с выдержкой в течение 5 минут, охлаждение в горячей среде соляного расплава при температуре от 140°С до 250°С в течение 15 секунд и распределение при температуре 400°С в течение 60 секунд в соляном расплаве.carbon 0.40-0.45, silicon 1.70-1.90, chromium 0.70-0.90, manganese 1.00-1.50, molybdenum 0.20-0.30, sulfur not more than 0, 01, phosphorus is not more than 0.015, the rest is iron, while the steel is subjected to heat treatment, including austenitization at a temperature of 900 ° C with holding for 5 minutes, cooling in a hot molten salt medium at a temperature of 140 ° C to 250 ° C for 15 seconds and distribution at a temperature of 400°C for 60 seconds in a salt melt.

Входящий в состав стали углерод обеспечивает высокую прочность и твердость сплава. Уменьшение содержания углерода менее заявленного уровня приводит к снижению прочности, а более высокое содержание по сравнению с заявленными пределами отрицательно влияет на пластичность. Углерод также оказывает положительное влияние на закаливаемость указанной стали. В связи с этим, содержание углерода ограничивается пределом от 0,40 до 0,45 масс. %.The carbon included in the steel provides high strength and hardness of the alloy. Reducing the carbon content below the stated level leads to a decrease in strength, and a higher content compared to the declared limits adversely affects ductility. Carbon also has a positive effect on the hardenability of said steel. In this regard, the carbon content is limited to a range of 0.40 to 0.45 mass. %.

Кремний оказывает положительное влияние на способность к закалке и повышает упругость стали. Для обеспечения высокой твердости и прочности, в состав стали включают от 1,5 до 1,9 масс. % кремния. Слишком высокое содержание кремния оказывает отрицательное действие на твердость, прочность и ковкость сплава. Чтобы исключить указанные отрицательные эффекты, содержание кремния в предлагаемой стали ограничивается пределом от 1,7 до 1,9 масс. %.Silicon has a positive effect on the hardenability and increases the elasticity of the steel. To ensure high hardness and strength, steel composition includes from 1.5 to 1.9 wt. % silicon. Too high a silicon content has a negative effect on the hardness, strength and malleability of the alloy. To eliminate these negative effects, the silicon content in the proposed steel is limited to 1.7 to 1.9 wt. %.

Легирование стали хромом приводит к повышению прочности стали. Марганец и хром, повышают прокаливаемость стали, позволяя значительно увеличить толщину закаливаемых деталей при снижении скорости охлаждения при закалке. Высокое содержание хрома (выше 1,0%) приводит к снижению прочности, пластичности и ударной вязкости, поэтому введение в заявленную сталь хрома ограничено в пределах от 0,7 до 0,9 масс. %.Alloying steel with chromium leads to an increase in the strength of steel. Manganese and chromium increase the hardenability of steel, allowing a significant increase in the thickness of hardened parts while reducing the cooling rate during hardening. A high chromium content (above 1.0%) leads to a decrease in strength, ductility and toughness, so the introduction of chromium into the claimed steel is limited in the range from 0.7 to 0.9 wt. %.

Легирование марганцем приводит к раскислению и упрочнению, а также связывает серу, образуя сульфиды марганца. Содержание марганца в пределах 1,00-1,50 масс. % приводит к улучшению ударной вязкости и твердости.Alloying with manganese leads to deoxidation and hardening, and also binds sulfur, forming manganese sulfides. The content of manganese in the range of 1.00-1.50 wt. % leads to an improvement in toughness and hardness.

Легирование стали молибденом в диапазоне 0,2-0,3 масс. % приводит к повышению коррозионной стойкости, твердости, а также улучшает ее прокаливаемость. Также молибден предотвращает отпускную хрупкость в процессе термообработки. Легирование стали молибденом более 0,4 масс. % экономически не целесообразно.Alloying of steel with molybdenum in the range of 0.2-0.3 wt. % leads to an increase in corrosion resistance, hardness, and also improves its hardenability. Molybdenum also prevents temper brittleness during heat treatment. Alloying steel molybdenum more than 0.4 wt. % is not economically feasible.

Фосфор и сера являются вредными примесями, содержание которых не должно превышать 0,015 для фосфора и 0,01 для серы.Phosphorus and sulfur are harmful impurities, the content of which should not exceed 0.015 for phosphorus and 0.01 for sulfur.

Для оптимизации свойств состав подвергают двухступенчатой термической обработке.To optimize the properties of the composition is subjected to two-stage heat treatment.

Термическая обработка «закалка-распределение» (Q&P) была предложена в 2003 году (Speer J. et al. Carbon partitioning into austenite after martensite transformation //Acta materialia. - 2003. - T. 51. - №. 9. - C. 2611-2622.) для высокопрочных сталей AHSS третьего поколения, и применена в качестве нового способа производства мартенситных сталей с повышенным содержанием аустенита. Концепция обработки «закалка-распределение» (Q&P) включает начальную стадию закалки до температуры закалки (Tq) между начальной температурой мартенситного превращения (Ms) и конечной температурой мартенситного превращения (Mf), за которой следует нагрев при более высокой температуре (операция распределения) для стабилизации остаточного аустенита за счет диффузии легирующих элементов, в первую очередь углерода. Разница во времени операции распределения более чем на один порядок позволяет получить структуру с остаточным аустенитом, содержащим различное содержание легирующих элементов, что позволяет управлять механической стабильностью аустенита под воздействием деформации и дает возможность установить кинетику распределения углерода в рассматриваемых сталях.Heat treatment "hardening-distribution" (Q & P) was proposed in 2003 (Speer J. et al. Carbon partitioning into austenite after martensite transformation // Acta materialia. - 2003. - T. 51. - No. 9. - C. 2611-2622.) for third-generation high-strength AHSS steels, and applied as a new method for the production of martensitic steels with a high austenite content. The quench-spread (Q&P) processing concept includes an initial quenching step to a quench temperature (Tq) between the initial martensitic transformation temperature (Ms) and the final martensitic transformation temperature (Mf), followed by heating at a higher temperature (distribution operation) for stabilization of residual austenite due to the diffusion of alloying elements, primarily carbon. The difference in the time of the distribution operation by more than one order of magnitude makes it possible to obtain a structure with retained austenite containing a different content of alloying elements, which makes it possible to control the mechanical stability of austenite under the influence of deformation and makes it possible to establish the kinetics of carbon distribution in the steels under consideration.

Такая обработка применяется для низкоуглеродистых или среднеуглеродистых сталей с содержанием углерода от 0,1% до 0,45% и содержащих 1,5-3,0% марганца, менее 1,0% хрома, от 0,006 до 1,0% алюминия и 1,5-2,5% кремния. Обработка «закалка-распределение» (Q&P) позволяет получать не только структуру, состоящую из мартенсита и остаточного аустенита, но и контролировать объемную долю этих составляющих.This treatment is used for low-carbon or medium-carbon steels with a carbon content of 0.1% to 0.45% and containing 1.5-3.0% manganese, less than 1.0% chromium, 0.006 to 1.0% aluminum and 1 .5-2.5% silicon. The quench-distribute (Q&P) processing makes it possible to obtain not only a structure consisting of martensite and retained austenite, but also to control the volume fraction of these components.

Применение обработки данного типа позволило достичь высоких показателей сочетания прочности и пластичности, определяемое как величина произведения временного сопротивления разрушению на относительное удлинение (σB×δ), на новом предлагаемом составе стали.The use of processing of this type made it possible to achieve high rates of combination of strength and ductility, defined as the value of the product of temporary fracture resistance and relative elongation (σ B × δ), on the new proposed steel composition.

Примеры осуществления.Implementation examples.

Пример 1. Получена высокопрочная низколегированная сталь со следующим химическим составом масс. %: 0,40 С, 1,7 Si, 0,7 Cr, 1,0 Mn, 0,2 Мо, остальное Fe и примеси (суммарное содержание S и Р не превышает 0,02%).Example 1. High-strength low-alloy steel with the following chemical composition of the masses was obtained. %: 0.40 C, 1.7 Si, 0.7 Cr, 1.0 Mn, 0.2 Mo, the rest Fe and impurities (the total content of S and P does not exceed 0.02%).

Пример 2. Получена высокопрочная низколегированная сталь со следующим химическим составом масс. %: 0,45 С, 1,9 Si, 0,9 Cr, 1,5 Mn, 0,3 Мо остальное Fe и примеси (суммарное содержание S и Р не превышает 0,025%).Example 2. High-strength low-alloy steel with the following chemical composition of the masses was obtained. %: 0.45 C, 1.9 Si, 0.9 Cr, 1.5 Mn, 0.3 Mo the rest is Fe and impurities (the total content of S and P does not exceed 0.025%).

Пример 3. Получена высокопрочная низколегированная сталь со следующим химическим составом масс. %: 0,44 С, 1,81 Si, 0,82 Cr, 1,33 Mn, 0,28 Мо остальное Fe и примеси (суммарное содержание S и Р не превышает 0,01%).Example 3 High-strength low-alloy steel with the following chemical composition of the masses was obtained. %: 0.44 C, 1.81 Si, 0.82 Cr, 1.33 Mn, 0.28 Mo the rest is Fe and impurities (the total content of S and P does not exceed 0.01%).

Производство стали осуществляется согласно следующим технологическим операциям:Steel production is carried out according to the following technological operations:

1) Отливка слитка методом электрошлакового переплава под флюсом и его охлаждение на воздухе до комнатной температуры;1) Casting of an ingot by electroslag submerged arc remelting and its cooling in air to room temperature;

2) Нагрев в муфельной печи до температуры деформации 1150°С в течение 2 часов;2) Heating in a muffle furnace to a deformation temperature of 1150°C for 2 hours;

3) Ковка с температуры 1150°С до 950°С в заготовку размером 60×150×450 мм и охлаждение до комнатной температуры;3) Forging from a temperature of 1150°C to 950°C into a billet with a size of 60×150×450 mm and cooling to room temperature;

4) Термическая обработка:4) Heat treatment:

- закалка, включающая аустенизацию при температуре 900°C с выдержкой в течение 5 минут и охлаждение в горячей среде соляного расплава при температуре от 140°С до 250°С в течение 15 секунд;- hardening, including austenitization at a temperature of 900°C with a holding time of 5 minutes and cooling in a hot molten salt medium at a temperature of 140°C to 250°C for 15 seconds;

- распределение при температуре 400°С в течение 60 секунд в соляном расплаве.- distribution at a temperature of 400°C for 60 seconds in a salt melt.

Полученный состав стали обеспечивает комплекс высоких эксплуатационных характеристик, а именно высокую прочность, твердость и пластичность (таблица 1). При этом происходит одновременное достижение высокого уровня прочности и пластичности, что подтверждается показателем сочетания прочности и пластичности, определяемым как величина произведения временного сопротивления разрушению и относительного удлинения (σB×δ).The resulting steel composition provides a set of high performance characteristics, namely high strength, hardness and ductility (table 1). In this case, a high level of strength and ductility is simultaneously achieved, which is confirmed by the combination of strength and ductility, defined as the value of the product of tensile fracture resistance and relative elongation (σ B ×δ).

Результаты испытаний на растяжение при комнатной температуре и твердость по методу Роквелла выполненны в соответствии с ГОСТ, доля ГЦК-фазы определялась с использованием растрового микроскопа с приставкой для EBSD (Electron backscatter diffraction) анализа. Результаты приведены в таблице 1.The results of tensile tests at room temperature and hardness by the Rockwell method were performed in accordance with GOST, the proportion of the fcc phase was determined using a scanning microscope with an attachment for EBSD (Electron backscatter diffraction) analysis. The results are shown in table 1.

По сравнению с прототипом предложенный состав высокопрочной низколегированной стали дает возможность обеспечить высокую прочность и пластичность и может быть использован для изготовления режущего лезвийного инструмента.Compared with the prototype, the proposed composition of high-strength low-alloy steel makes it possible to provide high strength and ductility and can be used for the manufacture of cutting blade tools.

Claims (1)

Способ изготовления заготовки режущего лезвийного инструмента сельскохозяйственной землеройной техники из высокопрочной стали, включающий отливку слитка, его нагрев в муфельной печи до температуры деформации, деформацию путем ковки в заготовку, охлаждение до комнатной температуры и термическую обработку, отличающийся тем, что слиток отливают из высокопрочной стали, имеющей следующий химический состав, мас.%: углерод 0,40-0,45, кремний 1,70-1,90, хром 0,70-0,90, марганец 1,00-1,50, молибден 0,20-0,30, сера не более 0,01, фосфор не более 0,015, железо - остальное, а термическая обработка включает аустенизацию при температуре 900°C с выдержкой в течение 5 минут, охлаждение в горячей среде соляного расплава при температуре от 140 до 250°С в течение 15 секунд и распределение при температуре 400°С в течение 60 секунд в соляном расплаве.A method for manufacturing a workpiece of a cutting blade tool for agricultural earthmoving equipment from high-strength steel, including casting an ingot, heating it in a muffle furnace to a deformation temperature, deformation by forging into a workpiece, cooling to room temperature and heat treatment, characterized in that the ingot is cast from high-strength steel, having the following chemical composition, wt.%: carbon 0.40-0.45, silicon 1.70-1.90, chromium 0.70-0.90, manganese 1.00-1.50, molybdenum 0.20- 0.30, sulfur is not more than 0.01, phosphorus is not more than 0.015, iron is the rest, and heat treatment includes austenitization at a temperature of 900 ° C with holding for 5 minutes, cooling in a hot molten salt medium at a temperature of 140 to 250 ° C for 15 seconds and distribution at a temperature of 400°C for 60 seconds in a salt melt.
RU2022123097A 2022-08-29 Method for manufacturing a billet for a cutting blade tool for agricultural excavation equipment from high-strength steel RU2800436C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800436C1 true RU2800436C1 (en) 2023-07-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031179C1 (en) * 1992-06-25 1995-03-20 Марина Валентиновна Анцыферова Steel
JP2005273759A (en) * 2004-03-24 2005-10-06 Nsk Ltd Rolling supporting device, manufacturing method for its component parts, and heat treatment process for steel
JP2005282854A (en) * 2004-03-03 2005-10-13 Nsk Ltd Rolling bearing
JP2006045591A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Nsk Ltd Tapered roller bearing
JP2008303926A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Nsk Ltd Rolling bearing
RU2688092C2 (en) * 2014-11-18 2019-05-17 Арселормиттал Method of making a high-strength steel article and a steel article obtained in such a way

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031179C1 (en) * 1992-06-25 1995-03-20 Марина Валентиновна Анцыферова Steel
JP2005282854A (en) * 2004-03-03 2005-10-13 Nsk Ltd Rolling bearing
JP2005273759A (en) * 2004-03-24 2005-10-06 Nsk Ltd Rolling supporting device, manufacturing method for its component parts, and heat treatment process for steel
JP2006045591A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Nsk Ltd Tapered roller bearing
JP2008303926A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Nsk Ltd Rolling bearing
RU2688092C2 (en) * 2014-11-18 2019-05-17 Арселормиттал Method of making a high-strength steel article and a steel article obtained in such a way

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6475861B2 (en) Steel plates used for hot stamping, hot stamping process and hot stamping components
US10577671B2 (en) High-hardness hot-rolled steel product, and a method of manufacturing the same
KR102021216B1 (en) Wire rods for bolts with excellent delayed fracture resistance after pickling and quenching tempering, and bolts
JP2021176991A (en) High elongation press hardened steel and manufacture of the same
KR20180099867A (en) High strength steel sheet and manufacturing method thereof
ZA200505161B (en) Ultrahigh strength hot-rolled steel and method of producing bands
US10669604B2 (en) Bolt
WO2021089851A1 (en) Medium manganese steel product and method of manufacturing the same
JP6893072B2 (en) Press-hardened steel with extremely high strength and manufacturing method
US11261503B2 (en) Method for producing a flat steel product made of a manganese-containing steel, and such a flat steel product
JP2022540899A (en) Method for manufacturing steel parts and steel parts
WO2018061101A1 (en) Steel
RU2768717C1 (en) Cold-rolled annealed steel sheet with high degree of hole expansion and method of its manufacturing
JP5489497B2 (en) Method for producing boron steel sheet with excellent hardenability
JP6493645B1 (en) Steel sheet and method of manufacturing the same
US10487372B2 (en) High-strength bolt
RU2800436C1 (en) Method for manufacturing a billet for a cutting blade tool for agricultural excavation equipment from high-strength steel
JP6758225B2 (en) Wire rods for non-treated bolts, steel wires for non-conditioned bolts and their manufacturing methods, and non-conditioned bolts
JP7006849B1 (en) Steel sheets, members and their manufacturing methods
JP2024500865A (en) Martensitic stainless steel with improved strength and corrosion resistance and its manufacturing method
RU2254394C1 (en) High-strength austenitic stainless steel and method of final hardening of articles made from such steel
RU2812417C1 (en) Method for producing high-strength steel sheet
RU2813066C1 (en) Method for producing high-strength steel sheet
RU2813069C1 (en) Method for producing high-strength steel sheet
RU2813064C1 (en) Method for producing high-strength steel sheet