SU1312113A1 - Способ термической обработки среднеуглеродистой умереннолегированной стали - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  термической обработки среднеуглеродистых сталей и может быть использовано, например , при изготовлении ут желенных бурильных труб с повьппенными эксплуатационными свойствами. Цель - улучшение механических и эксплуатационных характеристик. Сталь после низкотемпературной прокатки и охлаждени  на воздухе нагревают до температуры 800- 830 с, выдерживают 5-10 мин, охлаждают на 20-30°С ниже Аг и провод т 2-3 цикла термоциклической обработки с нагревом в интервале температур на 20 С выше Ас и на 10°С ниже Acj, затем осуществл ют закалку в межкритическом интервале температур и отпуске . 2 ил., 1 табл. i (/)

Description

1 . 131

Изобретение относитс  к термической обработке среднеуглеродистых сталей и может быть использовано, например , при изготовлении ут желенных бурильных труб с повышенными эксплуа- тахщонными свойствами.

Цель - улучшение механических и эксплуатационных характеристик путем образовани  неоднородной полосчатой структуры мелоуглеродистого и высокоуглеродистого мартенсита и уменьше- ние энергозатрат на термообработку.

На фиг.1 представлен график кор- розионно-усталостной прочности замковых резьбовых соединений ут желенных бурильных труб (по известному способу 1, по предлагаемому 2); на фиг.2 - графики зависимости глубины обезугле- роженной зоны (1), структуЕ)Ной неоднородности (2) и обратной вапичины стоимости процесса термообработки (3) от времени выдержки стали при температуре нагрева выше Ас,.

Способ осуществл ют следующим образом .

Из заготовки диаметром 240 мм (сталь 40ХН2МА), прошедшей низкотемпературную прокатку и охла:гвдение на воздухе, изготовл ют ут желенную бурильную трубу (УБТ) диаметром - 203x90 мм, длиной 6500 мм. Концы зтой трубы по 1.500 мм подвергают термообработке , использу  HarpjeB в индукционных установках тока)ми промышленной частоты до с выдержкой 10 мин. Скорость нагрева при этом составл ет 1 град/с. Затем охлаждают до 660°С, после чего провод т два цикла нагрева до 760°С и охлаждени  до 660°С и окончательный нагрев до 7Ьй°С и закалку. Отпуск провод т при 200, 400, 500 и 600°С.

Механические свойства стали, тер- мообработанной по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице .

При нагреве вьш1е Ас нагрев ниже 800 С или вьшзе 830 С не приводит к образованию полосчатой структуры, а образуютс  равновесные зерна феррита и перлита. Дл  стали 40хН2МА это вы влено экспериментально с помощью ме

2

таллографического анализа. Выдержка 5-10 мин в этом диапазоне достаточна д/1  того, чтобы успела пройти восход ща  диффузи  углерода и образовались полосы, обогащенные и обедненные углеродом. Большие вьщержки нежелательны с экономической стороны и, кроме того, сталь интенсивно окисл етс  и выгорает углерод с поверхностных слоев ().

Минимальные цифры обеспечивают про вление структурной неоднородное-. , а максимальные - минимальную глубину обезуглероженной зоны 50-150 мкм.

При большом количестве циклов ТЦО (5-6) неоднородность структуры исчезает .

Прочностные характеристики стали после предлагаемой термообработки

остаютс  на уровне стандартной обра25

ботки, удлинение несколько ниже, а ударна  в зкость в 2-2,5 раза выше.

Врем  термообработки и затраты электроэнергии на термообработку УБТС 203 по известному способу составл ют 115 мин и 270 кВт, по пред- . лагаемому 70 ;мин и 170 кВт.

30

Ф о рмула изобретени 

Способ тер:мической обработки сред- еуглеродистой умеренно легированной стсши, преимущественно катаной на структуру перлит-фосфористьй феррит,

включающий нагревание выше Ас, выержку , охла  цение, нагрев до температуры в межкритическом интервале, закалку с этой температуры и отпуск, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  механических и эксплуатационных характеристик путем образовани  неоднородной полосчатой структуры малоуглеродистого и высокоуглеродистого мартенсита и уменьшени  энергозатрат на термообработку, нагрев выше Ас ведут до температуры 800-830 С, Бьщерживают при этой температуре 5-10 мин, охлаждают на 20- 30 С ниже Аг, и провод т 2-3 цикла

термоциклической обработки с нагревом до температуры в интервале на 20 С выше Ас, и на 10°С ниже Acj и окпажцением на 20-30 С ниже Аг., .

Отпуск,

Itw

г

120

т во

60 40

W

0,г 0,5 Ю Z 5 Ю 20

М или. циклов Фиг.

fue.2

Редактор Н.Гунько

Составитель В.Китайский

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 1936/24 Тираж 550Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ термической обработки среднеуглеродистой умеренно легированной стали, преимущественно катаной на структуру перлит-фосфористый'феррит, включающий нагревание выше Ас₃, выдержку, охлаждение, нагрев до температуры в межкритическом интервале, • закалку с этой температуры и отпуск, отличающийся тем, что, с целью улучшения механических и эксплуатационных характеристик путем образования неоднородной полосчатой структуры малоуглеродистого и высокоуглеродистого мартенсита и уменьше45 ния энергозатрат на термообработку, нагрев выше Ас₃ ведут до температуры 800-830 С, выдерживают при этой температуре 5-10 мин, охлаждают на 2030 С ниже Аг, и проводят 2-3 цикла

   50 термоциклической обработки с нагревом до температуры в интервале на

   20 С выше Ас, и на 10 °C ниже Ас_э и охлаждением на 20-30°0 ниже Аг, .

   --------_r

   МеханиПоказатели термической обработки по способу ческие свойства предлагаемому (нагрев до 830°С, ТЦО + закалка от 76О°С) известному (первичная закалка от 86Q°C, вторичная от 760°С)

   Отпуск,

   °C 200 400 500 б₆, МПа 1700 1660 1350 6*0.2 » МПа 1480 1460 1200 ε, % 5 4,5 9,7 φ, % 20 20 45 HRC 48 45 43 ^аН’ 2 кг· м/см 16 14,2 18

   550 600 550 1250 1160 1060 1100 1050 950 11 13 14,0 47 50 42,0 41 38 41,8 20 22 10,4