SU1705369A1

SU1705369A1 - Способ изготовлени проката из углеродистых и легированных сталей

Info

Publication number: SU1705369A1
Application number: SU904779341A
Authority: SU
Inventors: Игорь Алексеевич Вакуленко; Виталий Александрович Пирогов; Лина Аркадьевна Михайлец; Сергей Юрьевич Таран-Жовнир
Original assignee: Институт черной металлургии
Priority date: 1990-01-09
Filing date: 1990-01-09
Publication date: 1992-01-15

Abstract

Изобретение относитс к металлургии , конкретно к термической обработке проката из углеродистых и легированных сталей0 Цель изобретени - повышение прочностных и пластических свойств. Способ включает гор чую про- . катку, охлаждение до 730-780 С, знако- перемечный изгиб с отношением диаметра прутка к радиусу изгиба 0,2-0,5 и окончательное охлаждение. Способ позвол ет повысить комплекс механических свойств и эксплуатационную стойкость деталей.

Description

Изобретение относитс к чернели металлургии, в частности к термической обработке проката из углеродистых и легированных сталей, предназначенных дл холодной деформации,и может быть использовано при производстве тонколистовой стали специального назначени , подката дл холодной высадки „

Цель изобретени - повышение прочностных и пластических свойств путем создани управл емой структурной неоднородности .

Пример.. Сталь, содержащую,Ј: С 0,29; Si 1,6Г; Мп 1,2; Сг 1,19; S 0,003; Р 0,03, подвергали гор чей прокаiке при 1100 С на диаметр 10 мм. После этого охлаждали со скоростью 300°С/с до 780 С, далее следовал знакопеременным изгиб - цикл 1 при отношении диаметра прутка к радиусу изгиба 0,5 (радиус изгиба 20 мм). После выделени около 61/1 феррита в процессе изгиба следовало охлаждение со

скоростью 350°С/с до 20°С. После обработки свойства составили: предел текучески (СГ) 1350 Н/Мм2, временное сопротивление разрыву ((Те) Н/мм2- относительное удлинение (о) 16,5% относительное сужение ((f) 9%.

П р и м е р 2. Сталь, содержащую, %: С 0,08; Si 0,95; Мп 1,1; Сг 0,95, S 0,0029 ; Р 0,003, подвергали гор чей прокатке при 1150 С на диаметр 9 мм. После этого охлаждали со скоростью ЗЮ°С/с до 730°С, далее следовал знакопеременный изгиб - 2 цикла при отношении диаметра прутка к радиусу изгиба 0,5 (радиус изгиба 8 мм). После выделени около 90% феррита следовало охлаждение со скоростью Зб5°С/с до + 2б°С После отработки получили свойства: о,7 30 Н/мм2;

Ов Н/мм2; Ј 212; у 57,53.

П р и м е р 3 (прототип). Сталь содержащую, Ъ С 0,08; Si 0,35; :-in 1,1 , Сг 0,95; S 0.002S; Р 0,003 (аналогично примеру 21,

(Л

СЛ

оэ

0 СО

подвергали гор чей прокатке при 1150ЙС с 12 мм на диаметр 9 мм. После этого охлаждали со скоростью ЗЮ°С/с до 730°С, далее выдержка до выделени 53 Феррита и охлаждение со скоростью 3t 5°C/c до 20°С. Свойства составили: предел текучести ( ) 6lO Н/мм2; временное сопротивление разрыву (СГц) 720 Н/мм2; относительное удлинение (о) 8%у, сужение (() 31

П р и м е р 4. Сталь, содержащую, %. С 0, Si 1,6; Мп 1,5; Сг 1,0; S 0,003 Р 0,0025, подвергали гор чей прокатке при 1125°С на толщину 5 мм. После этого -охлаждали со скоростью 300°С/с до 730°С, далее следовал знакопеременный изгиб - 1 цикл при отношении толщины листа1 к радиусу изгиба 0,2 (оадиус изгиба 25 мм). После выделени 61% фероита следовадо охлаждение со скоростью 351°С/с до + 20 С. Свойства составили: Ьд7 1280 Н/мм2,

47%.

Ь9 1593 и/мм2;

;т:

16,5%, У

П р и м е р 5 (прототип). Сталь, содержащуюД: С О,1, Si 1,6, Мп 1,5; Сг 1,П; S 0,003i P 0,0025 (аналогично примеру k), прокатывали при 1125°С (степень деформаций 43$) на диаметр 5 мм. Охлаждение со скоростью 3006С/с до , выделение 55 феррита, далее охлаждение со скоростью 350е С/с до комнатной температуры . Свойства составили: ОГ&а 1200 Н/мм2; (7 Й10°С1 8 11

у .

Таким образом, из приведенных примеров следует, что достижение более высокого комплекса свойств отмечаетс после обработки по предлагаемому способу (примеры 1,2,М в сравнении с обработкой по способу-прототипу (примеры 3,5).

Осуществление знакопеременного из гиба при температурах выделени из аустенина феррита (780-730°С) способствует ускорению указанного процесса выделени феррита и достижению за счет множественного зарождени более равномерного распределени мелких полиэдрических участков ферритно фазы,, Сравнительный анализ показал, что чем более равноосные структурные элементы при одинаковой мх дисперсности в металле, тем более высокий уровень пластических характеристик. Таким образом, по сравнению со спо собом-прототипом обработка по пред

.

10

15

20

35

40

дз

705369

латаемому способу приводит к получение повышенной пластичности.

Рассматрива уровень прочностных е свойств, получаемый в результате обработки по способу-прототипу, необходимо отдельно рассмотреть две части температурного интервала 780- 730°С и 730-680°С. После выдержки металла при 780 730°С вплоть до момента начала охлаждени структура состоит из выделившегос феррита и оставшегос объема аустенита, который после охлаждени со скоростью выше критической превращаетс в мартенсит. Однако, подверга сталь деформации даже со степенью обжати более 0% при температурах превышающих Аг,, скорптечность протекающих процессов динамической рекристаллизации практически полностью восстанавливает структуру металла. Поэтому аустенит после охлаждени и далее при выдержке при 780-730°С дл выделени феррита 25 уже освобождаетс от значительного количества дефектов кристаллического строени . Неодновременность протекани процессов восстановлени микроструктуры в отдельных объемах метал- JQ ла наследуетс неравномерностью фер- ритной и аустенитной фазами, привод к существенной неравноосности и разноразмерности их. Сравнительный анализ показал, что при достижении одинакового уровн прочности металла, обработанного по способу-прототипу, пластичность по способу-прототипу может быть меньше в 1,5-2 раза. Кроме этого, при одинаковой объемной доле мартенсита и неизменности степени пересыщени твердого раствора, диспергирование его участков приводит к росту прочностных свойств.

Диспергирование феррито-аустенит- ной структуры происходит, за счет цикг лического протекани процессов введени дефектов кристаллического строени при пластической деформации изгибом и протекани рекристаллизацион- ных процессов как в аустените, так и в выдел ющемс феррите. После охлаждени со скоростью выше критической получаетс более мелкодисперсна фер- рито-мартенситна структура.

Рассматрива вторую часть температурного интервала превращени 730- 680°С необходимо отметить, что критическа точка нач ала перлитного превра50

55

; -ИЯ COO tt

:твует значению очс 730°... Ппсле гор чего гюз-тми при Аг охлаждение Л с; 7 3 0 - .J0 С приводит к началу гleРЛИТНОГГ превращени и полуиить С С-ррито-аустенитную структуру как исход-.ую дл окончательной ферритс- мартенситной или бейнитной не возможно ,

По способу-прототипу после выделе1 ни 5-60% ферритной фазы быстрое охлаждение приводит к получению ферри- то-мартенситной структуры с мартенсита. Сталь с указанным количеством мэртенситной фазы обладает довольно низкими пластическими свойствами . Оптимальное количество мартенсита или продуктов его распада дли получени (нар ду с высокими прочностными свойствами достаточно высокой пластичности и в зкости) не должно превышать 20-чО%. Кроме того, по мере увеличени объемной доли выделившегос феррита в остающемс аустените увеличиваетс концентраци растворенных атомов примеси в первую очередь атомов углерода, что приводит после охлаждени со скоростью выше критической к получению мартенсита с повышенным содержанием углерода, При последующем незначительном пластическом деформировании , например после 5%-ной деформации , рост пересыщени твердого раствора атомами внедрени на IQ-15% от общего уровн приводит к увеличению предела текучести на 1500- 2000 Н/мм7-, а предела прочности - на 1000-1500 Н/мм2. Таким образом, даже некоторое снижение объемной доли мартенсита по предлагаемому способу компенсируетс получением более прочных участков мартенсита. В то же врем сталь, обработанна по предлагаемому способу при сравнительно одинаковых прочностных характеристиках обладает повышенной пластичностью.

10

05369

Осуществление зн.чкоперо - е хог о изгиба с отношением ТОГЦИРЫ рпката к радиусу изгиба более 0,5 приводит к необходимости создани дефсрмирую- - щего оборудовани значительной мощности . При отношении менее 0,2 количество вводимых дефектов кристаллического строени недостаточно дл эффектного протекани процессов струк- турообразовани , привод щих к получению полиэдрических мелкодисперсных фаз. Увеличение количества цикле в (цикл знакопеременного изгиба состоит из изгиба проката и перегиба в противоположную сторону и выравнивани до первоначальной формы) более двух приводит к достижению избыточного количества дефектов кристалJQ лического строени , что неизбежно снижает пластичность металла, а менее одного цикла - отсутствие пластической деформации.

Таким образом, предлагаемый спо25 соб повышает комплекс механических свойств (прочность и пластичность), снижает материалоемкость деталей и увеличивает их эксплуатационную стойкость .

30

Claims

Формула изобретени

Способ изготовлени проката из углеродистых и легированных сталей, включающий гор чую прокатку, охлаждение до 780-730°С, выдержку дл выделени феррита и окончательное охлаждение со скоростью выие критической, отличающийс те-м, что, с

.Q целью повышени прочностных и пластических свойств путем создани струк (турной неоднородности в процессе выдержки при 780 730°С, прокат подвергают 1-2 циклам знакопеременного изгиба

.с с отношением толщины проката к радиусу изгиба, равным 0,2-0,5, а охлаждение со скоростью выше критической ведут до температуры конца мартенсит- ного превращени , далее - на воздухе.