SU850699A1 - Способ сфероидизирующей обработкиСТАли - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области металлургии, преимущественно к производству сортового проката с пониженной твердостью. Известен способ сфероидизирующей обработки стали, заключающийс  в нагреве до температуры выше АС, ох лаждении до температуры ниже Аг, выдержке при этой температуре и последующем охлажд нии на воздухе В результате такой обработки в углеродистых и легированных заэв тектоидных стал х образуетс  струк тура зернистого перлита, характеризующа с  пониженной твердостью. Указанный способ непосредственно не может быть применен дл  конструкционных доэвтектоидных сталей в структуре которых наблюдаетс  заметное количество структурно свободного феррита. Известен способ обработки стали в котором рекомендовано перед сфер :идизирующим отжигом производить закалку стали, в том числе закалку с прокатного нагрева 2. Однако в тех случа х, когда наличие в структуре пластинчатого перлита совершенно недопустимо, режимы отжига остаютс  весьма длительными и не всегда обеспечивают требуемое качество, металла. Напри мер, сталь 45i предназначенна  дл  изготовлени  изделий методом холодной чистовой вырубки, должна иметь предел прочности не более 52 кгс/мм при структуре, состо щей полностью из зернистого перлита. Такие свойства удаетс  получить (к тому же, недостаточно стабильно) лишь после отжига с изотермической выдержкой пр субкритической температуре не менее 30 ч или после циклического отжига с 3 циклами. В структуре при этом зачастую встречаютс  участки пластинчатого перлита.Интервал отжигаемости стали 45 оказываетс  очень узким, что создает большивг затруднени  при проведении отжига. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ сфероидизирукидей обработки стали, включающий нагрев, гор чую прокатку с окончанием при 10001070 С , прерванную аакалку с окончанием 400-700°С и последующий сфероидизирующий отжиг по режиму, нагрев до Ас (10-15 С), выдержку.

охлаждение до 680-6900с и вьадержку дф завершени  распада аустенита 3.

Недостаток известного способа заключаетс  в том, что он не обеспечивает необходимой степени сфероидизации и снижени  твердости, а также в длительности сфероидизирующего отжига .

Цель изобретени  - увеличение степени сфероидизации и снижение твердости при одновременном сокращении длительности сфероидизирующего от}жига. ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе сфероидизирующей обработки стали, включающем нагрев, гор чую прокатку, закалку и сфероиДизирующий отжиг, раскат перед последними 1-3 пропусками подстуживают до (10-15с) и осуществл ют прокатку со степенью деформации не м0нее 30%, а сфероидизирующий, отжиг производ т циклически.

; Сфероидизиругащий отжиг производ т в два цикла путем нагрева до 790-770-с, выдержки, охлаждени  до 680-700 0 и выдержки до завершени  распада аустенита.

Прокатка при пониженных температурах приводит к сохранению, в аустените и последующей передаче мартенситу большей плотности дефектов 1сристаллического строени . Эти дефекты сохран ютс  в феррите при последующем нагреве на отжиг и передаютс  в значительной степени аустенту . На дефектах возникают скоплени  углеродных атомов и карбидные частицы, которые служат центрами кристаллизации при последующем абнормальном эвтектоидном распаде.

Кроме того, при нагреве стали, закаленной после прокатки при пониженных температурах, перед аустенитизацией сохран етс  большее количество карбидных частиц. В результате отмеченных особенност€ й структуры затрудн етс  сдвиговое превращение, и в большей мере реализуетс  нормальный механизм превращени . Возникают зерна аустенита, более разоориентированные относительно друг друга. Границы этих зерен служат предпочтительными местами выделени  карбидов .

После сфероидизируюи}его отжига с однократной фазовой перекристаллизацией получаетс  структура зернистого перлита, но твердость ока:а,ываетск повышенной из-за сохранени  зна,чйтельной плотности дефектов криста т лического строени  в феррите. Существенного ум гчени  удаетс  достичь с помощью циклического отжига. После двух-трех циклов нагрева и охлаждени  зерниста  структура сохран етс , а твердость существенно понижаетс  в св зи с уменьшением плотности .

дефектов кристаллического строени  в феррите.

Температура конца прокатки во избежание выделени  доэвтектоидного феррита должна быть не ниже Лп. Интервал АГ + (lO-SO C) задан из технологических соображений. Минимальна  ст енень деформаций 30% оговор ча-Н св зи с необходимостью получени  после прокатки определенно субструктуры.

Пример. За1отовки из стали 45 нагревают до 1100°с. Часть заготовок прокатывают при этой температуре , другую часть перед прокаткой подстуживали до 850°С. Степень деформации при прокатке составл ет 40%. После выхода из валков прокатанные заготовки закаливают в воде. Возможно также и проведение прерванной закалки. Затем производ т сфероидизирую ций отжиг по следующим режимам:

а)нагрев до 75ОС, выдержка

10 мин, охлаждение с печью до , выдержка 4 ч, охлаждение на воздухе;

б)нагрев до 750°С, выдержка

10 мин, охлаждение с печью до 690°С, выдержка 30 ч,охлаждение на воздухе;

в)циклический отжиг с двухкратным нагревом до 750°С, выдержкой

10 мин, охлаждением с печью до 690-с выдержкой 1 ч, окончательным охлаждением на воздухе;

г)циклический отжиг с трехкратным нагревом до 750с, выдержкой

10 мин, охлаждением с печью до 690 С выдержкой 1 ч, окончательны - охлаждением на воздухе;

д)циклический отжиг с двухкратным нагревом до IIQ-C, выдержкой

10 мин, охлаждением с печью до 69(fc выдержкой 1 ч, окончательным, охлаждением на воздухе.

Заготовки, прокатанные при 1100 С после обработки по режиму а) имеют твердость 133НВ и структуру, состо щую из 70% зернистого и 30% пластинчатого перлита,. После обработки по режиму б) эти заготовки имеют твердость 149НВ, но в структуре сохран етс  около 30% пластинчатого перлита . После обработки по режиму в) твердость составл ет 158НВ при структуре , состо щей на 80% из зернистого и на 20% из пластинчатого перлита. Лишь режим г) приводит к получению 90% зернистого перлита при твердости 149НВ. Повыщение температуры аустенитизации (режим д) приводит к увеличению количества пластинчатого перлита до 60%, твердость 163НВ.

Заготовки, прокатанные при , после всех вариантов термической обработки имеют структуру зернистого перлита. Твердость составл ет соответственно 192, 163, 146, 143 и 146НВ.

Claims (3)

1. Как видно из приведенных данных понижение температуры прокатки перед последующей закалкой увеличивает степень сфероидизации цементит при отжиге. Однако, требуемое сниже ние твердости достигаетс  лишь при циклической обработке. Отжиг с двум циклами в этом случае дает такой же результат, как и трехцикловый отжиг после прокатки при ИОО°С, причем полна  сфероидизаци  достигаетс  и в случае некоторого повышени  температуры аустенитизации. Таким образом, использование предлагаемого способа-увеличивает степень сфероидизации цементита при сокращении длительности процесса пр мерно на 30%, а также расшир ет интервал отжигаемости стали. Формула изобретени  1. Способ сфероидизирующей обработки стали, преимущественно среднеуглеродистой , включающий нагрев,, гор чую прокатку, закалку и сфероидизирующий отжиг, о .т л и ч а ющ и и с   тем, что,с целью увеличени  степени сфероидиэации и снижени  твердости при одновременном сокращении длительности сфероидизирующего отжига, раскат перед последними 1-3 пропусками подстуживают до Аг„ + (10-50 С) и осуществл ют прокатку со степенью деформации не менее 30%, а сфероидизирующий отжиг производ т циклически. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что сфероидизирующий отжиг производ т в два цикла путем, нагрева до 150-ПО С, выдержки,, охлаждени  до ббО-ТОО-с и выдержки до завершени  распада аустенита. Источники.информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Гул ев А.П. Металловедение. М., Металлурги , 1977, С..307310 ,
2. 2.Авторское свидетельство-СССР 378419, кл. С 21 D 1/78, 1969.
3. 3.Термическа  обработка металлов, Тематический отраслевой сборник. 5, М., Металлурги , 1977, с.4447 .