SU996475A1 - Способ термомеханической обработки стали ферритного класса - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ ФЕРРИТНОГО КЛАССА

, - 1 ,... Изобретение относитс  к металлургии , в частности к термомеханической обработке окалиностойкйх хромистых сталей ферритного класса, и может быть использовано при производстве проката дл  химического и нефт ного машиностро;ени , автомобиле- и судостроительной , энергетической и  дерной промышленности, а также дл  любой другой отрасли техники, где требуютс  недорогие материалы с повышенной жаростойкостью и пластичностью.

Известны способы улучшени  коррозионных и пластических свойств легированных сталей, не склонных к охрупчиванию . Способы включают гор чее деформирование с термообработкой и без нее и повторную пластическую деформацию в области температур ниже температуры рекристаллизации.

Так, дл  повышени  жаростойкости котельных сталей перлитного класса предложено теплое деформирование при температуре на 200-300 С ниже температуры рекристаллизации и относительном обжатии 8-13 затем отжиг в защитной атмосфере в течение 6-10 ч tl 1

Однако такие услови  непригодны дл  высокохромистой стали ферритного класса, при малых относительных обжати х они не снижают дефектность стали после термообработки и не улучша1от пластичность.

Дл  придани  коррозионностойкой метастабильной стали аустенитного класса равномерного удлинени , высокой прочности, ударной в зкости, коррозионной стойкости предусматривают деформацию при температурах от 200 С до температуры рекристаллизации 12 .

Claims (4)

1. Довольно широкий температурный интервал деформации и малые относительные обжати  не сохран ют стабильность поверхностных свойств и не повышают в зкость высокохромистой стали, котора  требует других температурных режимов динамического разупрочнени . Дл  повышени  способности нержавеющей стали феррито-мартенситного клас са к глубокой выт жке известен способ согласно которому гор чекатана  полоса деформируетс  при 450-700°С с относительным обжатием 15-50 и подвергаетс  непрерывному отжигу 3 В данном температурном интервале деформаций частично могут быть улучшены поверхностные свойства, но относительные обжати  дл  получени  удовлетворительных в зких и пластических свойств в высокохромистых стал х недо статочны. Таким образом, выбор температуры теплого деформировани  обусловлен химическим составом стали, исходным состо нием подката. Сведени  о возможности одновременного улучшени  повёр хностных и пластических свойств окалиностойких хрюмистых сталей ферритного класса теплым деформированием отсутствуют. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ термомеханической обработки стали ферритного класса, который с целью повышени  ударной в зкости стали включает гор чую пластическую деформацию , последующее деформирование при температурах ниже температуры рекристаллизации со степенью относител ного обжати  не менее 0 ij } Однако при известном способе дефор мацию рекоменд.уют проводить в узком интервале температур, трудно осуществимом в производственных услови х. Предложенна  область температур деформации не вызывает улучшени  поверх ностных свойств стали. Потери металла при окислении 800-1100°С близки к гор чему деформированию: привес после , деформировани  при 700°С составл ет 0,22-1, мг/см2, при 900-1200°С 0 ,27-1,75 мг/см. Возможно, это св зано с ростом текстурованности и плотности дислокаций в структуре после высокотемпературной деформации и термообработки . Способ разработан дл  исходной мелкозернистой структуры стали, требующей специальной обработки заготовок. Данна  температура деформировани  дл  разнозернистой высокохромистой стали с условным размером зерна 0150 мм (балл 6-2 дает понижение удар ной в зкости пр1И температуре испытани  минус -60°С до 0,5 кгм/см , а после старени  при +75°С в течение 1-2 ч до 2 кгм/см2 (комнатна  температура испытани ). Целью изобретени   вл етс  повышение окалиностойкости, уменьшение охрупчивани  в области отрицательных температур и после старени  при 75 С высокохромистой стали ферритного класса при сохранении ее механических свойств при комнатной температуре. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу термомеханической обработки стали ферритного класса , включающему гор чую деформацию и последующее деформирование при температурах ниже температуры рекристаллизации , операцию деформировани  ведут в интервале температур 0,,5 температуры плавлени , а затем провод т закалку от температу э рекристаллизации. Предлагаемое деформирование в интервале 350-600 (от 0,3 до 0,5 температуры плавлени ) в отличие от прототипа обеспечивает получение субструктуры феррита, динамически разупрочненного по 1 стадии возврата - отдыха . После термообработки така  структура имеет рекристаллизованные по механизму возникновени  и миграции большеугловых границ зерна неправильной формы -с извилистыми границами. Деформирование при 650-750 С (температура прототипа) разупрочн ет высокохромистый феррит по jТ стадии динамического возврата - полигонизации. Термообработка в этом случае дает округлые зерна, рекристаллизованньге по механизму зародышеобразовани . Деформирование выше с термообработкой , увеличивает плотность дислокаций и текстурованность в стали (полюсна  плотность отражени  от /200/ увеличивает интенсивность в два раза), что ухудшает окалиностойкость, повышает охрупчивание в области отрицательных температур и после старени  при 75С. Деформирование ниже 350°С с термообработкой укрупн ет зерно в структуре , что по данным промышленной технологии снижает стабильность свойств. В данном изобретении деформирование провод т со степенью относительного обжати  60-70, в результате чего порог хладноломкости стали снижают в раза (до бО-ЮО С). Дальнейшее повышение относительного обжати  увеличивает энергоза- аты при деформировании ез эффективного повышени  свойств. Деформирование со степенью относительного обжати  менее 60% понижает порог хладноломкости стали лишь в раза (до 170-250°С). Деформирование проведено ни прока ных станах 120 и 300, механические свойства определены на разрывной машине и МК-30,, микроструктура изучена с помощью микроскопа ЭПИТИПокалиностойкость - гравиметрическим методом по ГОСТ 6130-71. П р и м е р 1. Трубную заготовку стали то/вциной 20 мм нагревают до температуры 700°С (согласно прототипу), выдерживают 30 мин, после чего деформируют прокаткой в глад ких валках со степенью относительного обжати  60%, охлаждают на воздухе Затем провод т термообработку: нагре до 780°С со скоростью 100°С/мин, выдержку - 30 мин и закалку в воде. В результате получены ударна  в зкость при комнатной температуре - 22; при температуре испытани  минус -60°С 0 ,5; после старени  при , 1-2 ч 7-2 кгм/см . Привес стали в этих услови х составл ет 0,22 мг/см при 0,28-900С; О.ЭЫООО С и 1,3 1100с. Толщина сло  окиси хрома на поверхности после - 10 мкм, зоны внутреннего окислени  - 15 мкм. Размер зерна полученной структуры 25 30 мкм (балл 7-8 ), плотность дислока ций более 910всм-2. П р и м 6 р 2, Трубную заготовку стали 15Х25Т нагревают до температуры деформировани  , относительное обжатие - 601, затем термообработка . Получают следующие свойства: ударна  в зкость при комнатной темпе ратуре - 17, температуре испытани  минус ,5, после старени  - Ц 12 кгм/см . Привес стали после испытани  на жаростойкость в течение Зг5 составл ет 0,18 мг/см при 800°С, 0,2-900°С, 0,57-1000С, 1,07-1100°С. Толщина сло  окиси хрома 9 мкм,зона Внутреннего окислени  150 мкм. Размер зерна полученной структуры - 30-35 мкм (балл 7), плот ность дислокаций - 8-10° см. П р и м е р 3- Трубную заготовку стали 15Х25Т нагревают до температуры деформации , относительное обжатие - 60%, затем термообработка. Получают ударную в зкость при комнатной температуре - 15, температура испытани  минус -бО°С-5, после старени  - 8-15 кгм/см . Привес стали 0,13 мг/см2- , 0,23 - 900°С, 0,75 - , 0,98 - . Состав защитной пленки по примеру 2. Размер зерна полученной структуры 30-35 мкм (балл 7) П р и м е р . Трубную заготовку стали 15Х25Т нагревают до температуры деформации 500 С, относительное обжатие - 70%, затем термообработка. Получают следующие свойства: ударна  в зкость при комнатной температуре 15, температура испытани  минус -60 С3 , после старени  - 6-12 кгм/см , привес стали 0,16 мг/см - , 0,22900°С , 0,6-1000°С 0,8 - . Состав защитной пленки по примеру 2. Размер зерна полученной структуры 25-30 мкм (балл 7-8). Таким образом, в интервале температур окислени  800-1 в течение 3, ч показано увеличение привеса термообработанных образцов из стали 15Х25Т с ростом температуры деформации: 0,13-1,1 мг/см (после 350-600С) и 0,2-1, мг/см 2(700 С - прототип). Известно, что увеличение длительности окислени  до 1000 ч при этой стали сохран ет эффект торможени  в диффузии элементов основы и атомов внедрени  в мелкозернистой структуре за счет пониженной дефектности последней . На окисленных образцах высокохромистой стали после деформации при 350-600°С и термообработки получают более тонкие поверхностные слои окиси хрома и увеличенную в 2-10 раз зону внутреннего окислени  с двуокисью титана, улучшающую сцепление наружной окалины со сталью при термоциклировании . Установлено, что при комнатной температуре механические свойства окалиностойкой хромистой стали, прокатанной при 350-600 и и термообработанной , удовлетвор ют требовани м ГОСТ , 5582-75, 59 9-75ц 7350-77: предел прочности 50-5 кгс/мм, предел текучести 30-35 кгс/мм, относительное удлинение , относительное сжатие 75-80%. Порог хладноломкости термообработанной стали 15Х25Т, деформированной при 350-600°С, составл ет минус , после 700°С - около нул . Величина ударной в зкости при комнатной температуре 15-18 (350-600 С) и 22 кгм/см (), а в области отрицательных температур испытани  минус О и-бО С и 1 кгм/см соответственно. После выдержки 1-2 ч при 75°С ударна  в зкость стали смижаетс  до 10-12 i (ЗБО-бОО С) и 2-7 кгм/см2 (). Предлагаемый способ термомеханической обработки окалиностойких хромистых сталей ферритного класса по сравнению с известным снижает потери металла на окисл ;ние при деформации стали и охлаждении в смотанном рулоне в 1,5 раза, т.е. 0,. мг/см вместо 0,24-1,5 мг/см после деформировани  при 700-1200 С, и повышает эффективность очистки металле от трудноснимаемой окалины. Например, дл  листов из высокохромистой стали длительность щелочного травлени  снижаетс  с ЦО до 30 мин, а кислотного с 60 до tO мин; позвол ет эффективнее использовать издели  из ферритной ста ли при высоких температурах 800ПОО С , так как жаростойкость стали улучшаетс  в 1,.5 раза (0,13 t, 1 мг/см в сравнении с 0,2-1, мг/см2. по прототипу). Кроме того, стоимость 1 т высокохромистой безникелевой стали в раза дешевле, чем стали с никелем (350 р/т и 9б8 р/т);обеспечивает хорошее качество поверхности деформированного металла. Например, брак высокохромистой стали по пбверхностным дефектам составл ет 2%, а в результате теплого деформировани  дефектов проката в 1эиде трещин и рванин 9 i 758 не наблюдаетс ; снижает охрупчивание стали в области отрицательных температур и после старени  в 1,5-5 раз, т.е. с 2-7 до 10-12 кгм/см после старени  и после испытаний при минус kO с 0,5-1,5 до 4-6 кгм/см2. Формула изобретени  Способ термомеханической обработки стали ферритного класса, включающий гор чую деформацию, последующее деформирование при температурах рекристаллизации , отличающийс   тем, что, с целью повышени  сопротивлени  окислению и стойкости к охрупчиванию, деформирование заготовок осуществл ют в интервале температур 0,,5 температуры плавлени , а затем провод т закалку от температур рекристаллизации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 663740, к . С 21 О 9/08, 1979.
2. 2.Патент США № 3752709, кл. 148-12, 1973. .
3. 3. Патент ФРГ V 2б59б14, кл. С 21 О 7/14, 1978.
4. 4. Авторское свидетельство СССР Н 333205, кл. С 21 D 8/00, 1972.