SU985080A1 - Способ термомеханической обработки стальных изделий - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к терме- механической обработке металлов и может быть использовано при обработке изделий из малоуглеродистых сталей .

Дл  конструкций, работающих в услови х низких температур, примен ют низколегированные стали, обладающие повышенной пластичностью и ударной в зкостью, однако последние легиро-ваны дефицитными и дорогосто щими металлами (Ti, V, Nb) , вследствие чего стоимость этих.сталей значительна .

Высокие показатели ударной в зкости и пластичности нелегированных сталей  вл ютс , в основном, следствием мелкозернистости, однородности и равномерности структуры стали. Поэтому известные способы термомеханической обработки и направлены на получение такой структуры.

Известен способ термомеханической обработки стальных изделий, включающий аустенитизацию, пластическую деформацию при этой температуре многоканальным знакопеременным изгибом с обеспечением суммы максимальных деформаций (30), паузу после деформации в течение 0,3-0,5 с и ускоренное охлаждение в масле.

В период деформации происходит изменение формы зерен, их взаимное смещение и частичное измельчение, структура становитс  более однородной и плотной. В период паузы на границах деформированных зерен возникают зародыши новых зерен, которые увеличиваютс  в размерах за счет исходных . После достижени  равенства размеров новых (растущих) и исходных (уменьшающихс ) зерен начинаетс  процессе динамической рекристаллизации , т.е. размеры зерен увеличиваютс . Дл  фиксации определенной структуры примен ют ускоренное охлаждение 1.

Недостатком известного способа  вл етс  неудовлетворительные показатели пластичности и ударной в зкости в применении его к обработке малоуглеродистых сталей.

Известен также способ термомеханической обработки стали, заключающийс  в нагреве металла до температуры аустенитизации, деформации металла прокаткой при этой температуре за несколько проходов (стадий). Сумма деформаций на всех стади х составл ет 50-95. Затем металл .подвергают ускоренному охлаждению 2.

Однако этот способ не позвол ет получить оптимальную равнозернистост и равномерность структуры.

Наиболее близким по технической., сущности к предлагаемому  вл етс  способ термомеханической обработки стали, включающий аустенитизацию, многостадийную пластическую деформацию при температуре аустенитизации с регламентированными паузами после каждой стадии, ускоренное охлаждание и последующий отпуск. При этом, деформацию производ т прокаткой с деформаци ми не более 20% за проход (стадию) и суммой деформаций на всех стади х не более 50,, а отпускпри температуре . Описанный спосрб позвол ет получить более мелкозернистую , равномерную структуру , так как продолжительность паузы между стади ми выбирают-Б зависимости от класса стали и желаемых механических свойств 3.

Недостатком способа  вл етс  неудовлетворительна  пластичность и ударна  в зкость при использовании его дл  обработки изделий из малоуглеродистых сталей, кооме малоуглеродистых сталей, легированных Nb, V и др.

Цель изобретени  - повышение пластичности и ударной в зкости малоуглеродистых сталей.

Поставленна  цель достигаетс  согласно способу термомеханическ рй обработки стальных изделий, включающем аустенитизацию, многостадийную пластическую деформацию при температуре аустенитизации с регламентированными паузами после каждой стадии, ускоренное охлаждение и последующий отпуск, пластическую деформацию осуществл ют многократным знакопеременным изгибом с обеспечением суммы максимальной деформации ,

издели  в пределах 95-300% продолжительность каждой паузы устанавливают; , в пределах 1-7 с, температура отпуска 300-700С.

Оптимальна  по мелкозернистости, однородности и равномерности структура , отвечающа  необходимому ком- . плексу свойств, формируетс  при сумме деформаций.не менее 95%. Больша 

по величине сумма деформаций при правильно выбранной паузе приводит к лучшему измельчению структуры, придает ей большую равномерность, однако при достижении определенного значени  (3001) эффективность измельчени  снижаетс .

Деформацию осуществл ют многократным знакопеременным изгибом, позвол ющим достигнуть любой величины суммы деформаций издели , без изменени  размеров его поперечного сечени . Дл  достаточной деформации зерен по всей высоте сечени , изгиб производ т с обеспечением коэф- ,

фициента упругой зоны не более 0,2. При этом возможны различные варианты распределени  деформаций по ста .ди м. Дл  малых величин суммы максимальных деформаций по стади м. Дл 

Q малых величин суммы максимальных деформаций примен ют равные величины деформаций на каждой стадии.

Дл  больших значений сумми максимальных деформаций эффективно неравномерное (убывающее) распределение деформаций по стади м. Например, при сумме максимальных деформаций пор дка 300%, процесс провод т в четыре стадии со следующим распределением деформаций,: 120, 90, 60, 30. Во врем  деформаций на первой стадии происходит деформирование, смещение и частичное измельчение зерен. После деформации следует регламентированн   пауза. В период паузы на границах исходных деформированных зерен возникают зародьпии новых, которые увеличиваютс  в размерах за счет исходных. При достижении равенства размеров новых (увеличивающихс ) и исходных (уменьшающихс ) зерен, достигаетс  наибольший эффект измельчени . Этим и определ етс  продолжительность оптимальной паузы. Она находитс  в зависимости от различных факторов, таких как химический состав стали, температура металла во врем  паузы, степень предшествующего измельчени  зерен и т.д. Например , пауза длительностью 1 с пред почтительна дл  высоких температур малых величин дефор и ций. Пауза дли тельностью 7 с предпочтительна дл  низких температур металла и больших величин деформаций. . . Таким образом, пауза продолжител ности менее 1с не обеспечивает достаточного развити  вновь образовавшихс  зерен. Пауза более 7 с приводит к снижению упрочнени  ауст нита за счет; уменьшени  общей плотной дислокаций, увеличени  размеров рекристаллизованных зерен, уменьшени  прот женности их границ, На следующей стадии деформации, вновь происходит деформирование и смешение зерен уже измельченных, во врем  первой паузы. Сущность-процесса измельчени  зе рен, происход щего во врем  второй паузы, та же, что и во врем  первой Однако исходными зернами в этом про цессе служат уже измельченные в пер вой паузы зерна. Поэтому по окончании второй паузы размеры зерен оказываютс  значительно меньшими. Чем первичные (до .обработки). Описанный процесс измельчени  по втор етс  в каждой последующей стад до получени  необходимой мелкозернистой структуры. После этого полученную структуру ,фиксируют ускоренным охлаждением со скоростью не .менее . В результате такого охлаждени  сталь имеет повышенную прочность и твердость но низкую пластичность и уда ную в зкость. Дл  получени  высокой пластично;сти и ударной в зкости при одновременном обеспечении достаточной проч ности проводитс  отпуск при темпера туре от ЗООдо 700°С в течение 0,25 2,0 ч. При температуре ниже сохран етс  достигнута  прочность, но не обеспечиваетс  необходима  пластичность и ударна  в зкость. С ростом температуры отпуска повышают с  пластические свойства, но снижаетс  прочность, а при температуре свыше пластичность возрастает но вместе с тем значительно снижаетс  предел прочности. П р и.м е р 1. Лист из стали 05 к толщиной 10 мм и шириной 2000 мм нагревают до температуры аустенитизации и деформируют при 920С многократным знакопеременным изгибом на последовательно установленных четырех многороликовых деформирующих (правильных) машинах т.е. в четыре . стадии. При этом сумма максимальных деформаций издели  на всех стади х составл ет 95% коэффициент упругой зоны 0,1. Деформации распределены пи стади м следующим образом, %: 25, 25 25, 20. Паузы после стадии.составл ют соответственно, с: 3, 3t 2, 1. Затем лист подвергают ускоренному охлаждению водовоздушной смесью со скоростью охлаждений около . Далее следует отпуск в печи при в течение 0,5 ч. П р и NI е р 2. Лист из стали 10 кп толщиной 8 мм, шириной2000 мм нагревают до температуры аустенитизации и деформир т при С многократным знакопеременным изгибом на трех последовательно установленных многороликовых деформирующих (правильных ) машинах, т.е..в три стадии. При этом сумму максимальных деформаций за три стадии задают 300%, коэффициент упругой зоны 0,1, а Деформации на каждой стадии составл ют соответственно, %: 130, 110,и 60. . Продолжительность паузы после каждой стадии составл ет, с: 7, 6 5. Затем лист подвергают ускоренному охлаждению со скоростью около 150°С/с и отпуску при , в течение 1ч. Примерз. Лист из стали 20 кп толщиной 8 мм, шириной 1600 мм нагревают до температуры аустенитизации , деформируют при многократным знакопеременным изгибом на последовательно установленных многороликовых деформирующих (правильНЬР ) машинах, т.е. в виде стадии. При этом сумму максимальных деформаций за две стадии задают 150%, коэффициент упругой зоны 0,1. Деформации на каждой стадии составл ют соответственно , %: SO и 60. Продолжитесь- . ность паузы после стадий составл ет , с : 5 и t . Затем лист подвергают ускоренному охлаждению со скоростью около 150°С/с и отпуску при в течение 1,5 ч.П р и м е р 4. Полосу из стали 3 СП толщиной 9,5 мм, шириной 60 мм нагревают до температуры аустенитизации 980°С и деформируют при многократным знакопеременным изгил 7 бом на последовательно установленных четырех многороликовых правильных машинах (т.е. в четыре стадии). Сумма максимальных деформаций на всех стади х составл ет 100, при этом на каждой стадии деформаци  сос тавл ет 2S%, а коэффициент упругой зоны 0,03. Продолжительность пауз между стади ми Л с. 0 Затем полосу подвергают ускоренному охлаждению а воде со скоростью около и отпуску при Ц&0°С а течение 2 ч. Механические свойства листов из стали 08Г2СФ и 09Г2ФБ, гор чекатанных листов из малоуглеродистых стадей (стандартных) и обработанных по предлагаемому способу приведены в таблице.

Лист из стали ОВГС

сф (ТУ U-1-255178 ) 55

Лист из стали 09Г2ФБ .(ТУ 1i -1-2295-78)

Гор чекатанный

лист (ГОСТ 5521-76) 41-50

Гор чекатанный

лист, обработанный

по предлагаемому

способуi63,2 Стандартом не оговорено, значени  . испытани х.

Как видно из приведенных в таблице данных, комплекс механических свойств гор чекатанных листов из низкоуглеродистых сталей, обработанных по предлагаемому способу, соответствует требовани м, предъ вл емым к листам из специальных низколегированных сталей. Это позволит применить малоуглеродистые стали, например, дл  изготовлени  труб магистральных газопроводов, работающих в услови х крайнего Севера .

Замена специальных низколегированных сталей дешевыми малоуглеродистыми дает значительный экономический эффект и составл ет 12 руб.

каждой тонне металла.

-/8

22 6/6/7/22

-/9

1,1/1,3. 1,3/3,5

Д2

23,0 6,3/12,0 6,0/1it,1

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Способ термомеханической обработки стальных изделий, преимущественно малоуглеродистых, включающий аустенитизацию, многостадийную пластическую деформацию при температуре аустенитизации с регламентированными паузами после каждой стадии, ускоренное охлаждение и последующий отпуск, отличающийс  тем, что, с целью повышени  пластичности и ударной в зкости, пластическую деформацию осуществл ют многократным знакопеременным изгибом с обеспечением суммы максимальной деформации 95-300% с продолжительностью каждой паузы 1-7 с,а отпуск осуществл ют при 300-700 С. определены при лабораторных

   ,9fB506o10

   Источники информации,
2. 2. Авторскоесвидетельство СССР

   прин тые во внимание при экспертизе (f 162863, кл. С21 О 7/1 19б2

   « /I;oSr° °® свидетельство СССР
3. 3. АвторскоесвидетельствоСССР

   № 60688, кл, С 21 О 7/Й, 1971; И- 5Ш36, кл. С21 О 7/1, 1975