UA80009C2 - Process for production of high-test, high-plastic alloyed carbonaceous steel - Google Patents

Process for production of high-test, high-plastic alloyed carbonaceous steel Download PDF

Info

Publication number
UA80009C2
UA80009C2 UAA200505981A UA2005005981A UA80009C2 UA 80009 C2 UA80009 C2 UA 80009C2 UA A200505981 A UAA200505981 A UA A200505981A UA 2005005981 A UA2005005981 A UA 2005005981A UA 80009 C2 UA80009 C2 UA 80009C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
carbon steel
approximately
austenite
temperature
process according
Prior art date
Application number
UAA200505981A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Grzegorz J Kusinski
Gareth Thomas
Original Assignee
Mmfx Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mmfx Technologies Corp filed Critical Mmfx Technologies Corp
Priority claimed from PCT/US2003/036875 external-priority patent/WO2004046400A1/en
Publication of UA80009C2 publication Critical patent/UA80009C2/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

Strain-hardened steel alloys having a high tensile strength are prepared by cold working of alloys whose microstructure includes grains in which laths of martensite alternate with thin films of stabilized austenite. Due to the high dislocation density of this microstructure and the tendency of the strains to move between the martensite and austenite phases, the strains created by cold working provide the microstructure with unique mechanical properties including a high tensile strength. Surprisingly, this is achieved without the need for intermediate heal treatments (patenting, in the case of steel wire) of the steel between cold working reductions.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Даний винахід стосується технологічних процесів обробки низьковуглецевих і середньовуглецевих легованих 9 сталей і, зокрема, сталей високої міцності й ударної в'язкості, а також здатності таких сталей піддаватися деформації в холодному стані.This invention relates to technological processes of processing low-carbon and medium-carbon alloyed 9 steels and, in particular, steels of high strength and impact toughness, as well as the ability of such steels to undergo deformation in a cold state.

Важливою стадією технологічного процесу сталей з високими експлуатаційними характеристиками є деформація в холодному стані, яка звичайно складається із ряду операцій стискання і/або розтягання, що застосовуються в таких процесах, як протягування, екструзія, холодна висадка і прокатка. Холодна механічна 70 обробка викликає пластичну деформацію сталі, внаслідок якої сталь під час надавання їй форми кінцевого продукту набуває деформаційного зміцнення. Деформація в холодному стані, якою у випадку виготовлення стального дроту є протягування дроту, звичайно складається із низки послідовних стадій з проміжними операціями термообробки, яка в цьому випадку зветься патентуванням.An important stage in the technological process of steels with high operational characteristics is deformation in the cold state, which usually consists of a number of compression and/or stretching operations used in such processes as drawing, extrusion, cold drawing and rolling. Cold mechanical 70 processing causes plastic deformation of the steel, as a result of which the steel acquires strain hardening when giving it the shape of the final product. Cold deformation, which in the case of steel wire production is wire drawing, usually consists of a series of successive stages with intermediate heat treatment operations, which in this case is called patenting.

Високоміцний стальний дріт є прикладом сталі з високими експлуатаційними характеристиками і 12 використовується в різноманітних механічних конструкціях, включаючи корди автомобільних шин, троса і дротові стренги для зміцнювання напружено-формованого бетону. У високоміцному стальному дроті звичайно використовуються середньовуглецева і високовуглецева сталь. Типовий процес виготовлення такого дроту складається з декількох стадій холодного протягування гарячекатаних стрижнів з перлітною мікроструктурою і проміжного патентування з метою пом'якшення перліту для здійснення безперервного процесу холодного протягування. При цьому, наприклад, гарячекатані стрижні діаметром, приблизно, 5,5мм проходять через грубе протягування в декілька стадій до діаметра, приблизно, Змм. Після цього проводять патентування при температурах 8502С, під час якого відбувається аустенізація сталі з наступним перетворенням її структури при 500-5502С; на тонкий пластинчастий перліт. Далі сталь піддають травленню, наприклад, соляною кислотою для видалення нагару, утвореного під час патентування. Слідом за травленням йдуть декілька подальших стадій сч протягування для зменшення діаметра, приблизно, до 1мм, а потім знов проводять патентування і травлення. Го)High-strength steel wire is an example of a high-performance steel and 12 is used in a variety of mechanical structures, including tire cords, wire ropes, and wire strands for reinforcing prestressed concrete. Medium-carbon and high-carbon steel are usually used in high-strength steel wire. The typical process of manufacturing such a wire consists of several stages of cold drawing of hot-rolled rods with pearlite microstructure and intermediate patenting in order to soften the pearlite for carrying out a continuous process of cold drawing. At the same time, for example, hot-rolled rods with a diameter of approximately 5.5 mm pass through rough drawing in several stages to a diameter of approximately Zmm. After that, patenting is carried out at temperatures of 8502C, during which austenization of steel occurs, followed by a transformation of its structure at 500-5502C; on thin lamellar pearlite. Next, the steel is subjected to etching, for example, with hydrochloric acid to remove carbon deposits formed during patenting. Etching is followed by several further stages of drawing to reduce the diameter to approximately 1 mm, and then patenting and etching are carried out again. Go)

Після цього здійснюють остаточне протягування за декілька стадій до бажаного остаточного діаметра, що може становити, наприклад, 0,4мм, для надання дроту бажаних властивостей і, головним чином, міцності. Після цього, в залежності від призначення вироблюваного продукту, можуть здійснюватися такі операції, як скручування в джути і т.п. ФAfter that, the final drawing is carried out in several stages to the desired final diameter, which can be, for example, 0.4 mm, to give the wire the desired properties and, mainly, strength. After that, depending on the purpose of the manufactured product, such operations as twisting into jute, etc., can be carried out. F

Метою початкового патентування є одержання стрижнів для протягування дроту з тонкою пластинчастою (ав) перлітною структурою, що потребує низької температури перетворення. Для забезпечення бажаного регулювання температури цей процес, звичайно, проводять у ванні розплавленого свинцю. На наступних стадіях о дріт протягують до ступеню істинної деформації (як визначено нижче) 6-7 для одержання високих рівнів (ав) міцності, приблизно, ЗО0ОМПа. У випадку звичайно дроту з перлітною структурою такі високі величини деформації і міцності можуть досягатися лише із застосуванням ряду операцій патентування. Без такого со патентування холодне протягування призводить до зсувного розтріскування перлітних пластинок. У зв'язку з необхідністю використовувати ванну розплавленого свинцю, весь цей процес є дорогим і пов'язаний з ризиком забруднення навколишнього середовища. « дю Холодна деформація використовується також у виготовленні розширюваних стальних труб, тобто труб, що -о розширюються по місцю їх експлуатації, яке часто є під землею. с Нещодавно в секторі легованих сталей були проведені розробки з утворення мікроструктур, що містять як :з» мартенситну, так й аустенітну фази, що чергуються між собою, а мартенсит у них має форму рейок, відокремлених тонкими плівками аустеніту. Ці мікроструктури являли собою сплавлені зерна, а кожне із зерен містило декілька рейок мартенситу, відокремлених тонкими аустенітними плівками, і в деяких випадках було бо 15 оточене аустенітною оболонкою. Ці структури мають назву "дислокованих рейчастих мартенситних" структур або "пакетно-рейчастих мартенситно-аустенітних" структур. Даний тип мікроструктур уперше був описаний у таких (ав) патентах США, включених тут в усій їхній повноті шляхом посилання: о ІМо4,170,497 ((загевїй Тпотаз, Вапдаги М.М. Кас), виданий 9 жовтня 1979р. за заявкою, поданою 24 серпня 1977р.; (ав) 50 Мо4,170,499 (Саге(п Тпотаз, Вапдаги М.М. Кас), виданий 9 жовтня 1979р. за заявкою, поданою 14 вересня с 1978р. як така, що частково продовжується від зазначеної вище заявки, поданої 24 серпня 1977р.;The purpose of the initial patent is to obtain wire drawing rods with a thin lamellar (α) pearlite structure that requires a low transformation temperature. To ensure the desired temperature control, this process is, of course, carried out in a bath of molten lead. In subsequent stages, the wire is stretched to a degree of true strain (as defined below) of 6-7 to obtain high levels (a) of strength, approximately 300MPa. In the case of a wire with a pearlite structure, such high values of deformation and strength can be achieved only with the use of a number of patenting operations. Without such co-patenting, cold drawing leads to shear cracking of pearlite plates. Due to the need to use a bath of molten lead, this whole process is expensive and associated with the risk of environmental pollution. « du Cold deformation is also used in the manufacture of expandable steel pipes, that is, pipes that expand at the place of their operation, which is often underground. c Recently, in the sector of alloyed steels, developments were carried out on the formation of microstructures containing both martensitic and austenitic phases alternating with each other, and the martensite in them has the form of rails, separated by thin films of austenite. These microstructures were fused grains, and each of the grains contained several laths of martensite, separated by thin austenite films, and in some cases was surrounded by an austenite shell. These structures are called "dislocated lath martensitic" structures or "packet lath martensitic-austenitic" structures. This type of microstructure was first described in the following US patents, which are incorporated herein in their entirety by reference: IMo 4,170,497 ((Zagevyi Tpotaz, Vapdagi M.M. Kas), issued on October 9, 1979, based on an application filed on 24 August 1977; (av) 50 Mo4,170,499 (Sage(p Tpotaz, Vapdagi M.M. Kas), issued on October 9, 1979 based on the application submitted on September 14, 1978 as a partial continuation of the above application, submitted on August 24, 1977;

Мо4,671,827 (Саге(йй Тпотавз, Маск у). Кіт, Кататоогійу Катевзі), виданий У червня 1987р. за заявкою, поданою 11 жовтня 1985р.;Mo4,671,827 (Sage(y Tpotavz, Musk y). Cat, Katatoogiyu Katevzi), issued in June 1987. according to the application submitted on October 11, 1985;

Моб,273,968 В1 (Саге(йй Тпотаз), виданий 14 серпня 2001р. за заявкою, поданою 28 березня 2000р..Mob, 273,968 B1 (Sage(y Tpotaz), issued on August 14, 2001 based on an application submitted on March 28, 2000.

Поряд з тим, що ці мікроструктури дають певні переваги в частині експлуатаційних властивостей і,Along with the fact that these microstructures give certain advantages in terms of operational properties and,

ГФ) особливо, високу антикорозійну стійкість, до тих пір не було відомо, що за наявності цих мікроструктур стадії 7 обробки, звичайно застосовувані до легованих сталей, можуть бути спрощені або виключені із технологічного процесу.HF) especially, high anti-corrosion resistance, until then it was not known that in the presence of these microstructures, stage 7 processing, usually applied to alloy steels, can be simplified or excluded from the technological process.

Особливо близькими до даного винаходу є два зазначені нижче патенти США, що розкривають холодну 60 деформацію стальних стрижнів і дроту без операцій патентування:Particularly close to this invention are the two US patents listed below that disclose cold 60 deformation of steel rods and wire without patent operations:

ІМо4,613,385 (Саге(й Тпотаз, Аміп Н. Макадамжа), виданий 23 вересня 1986р. за заявкою, поданою 9 грудня 1982р.;IMo 4,613,385 (Sage(y Tpotaz, Amip N. Makadamza), issued on September 23, 1986 based on an application filed on December 9, 1982;

Мо4,619,714 (Саге(йй Тпотавз, дае-Ниап Айпп, Маск-дооп Кіт), виданий 28 жовтня 1986р. за заявкою, поданою 29 листопада 1984р. як така, що частково продовжує заявку, подану 6 серпня 1984р.|, бо так само включені тут в усій їхній повноті шляхом посилання. Мікроструктури сталей, яких стосуються ці патенти, значно відрізняються від мікроструктур сталей, описаних у перших чотирьох вищезазначених патентах.Mo4,619,714 (Sage(yy Tpotavz, dae-Nyap Ipp, Mask-doop Kit), issued Oct. 28, 1986 on application filed Nov. 29, 1984 as a continuation-in-part of application filed Aug. 6, 1984 | because yes are themselves incorporated herein in their entirety by reference.The microstructures of the steels covered by these patents are significantly different from the microstructures of the steels described in the first four patents cited above.

Авторами винаходу було знайдено, що пакетно-рейчаста мартенситно-аустенітна мікроструктура є унікальною за своїми кристалографічними властивостями і за можливістю керувати цими властивостями шляхом деформації в холодному стані. Завдяки високій густині дислокацій цієї мікроструктури і тій легкості, з якою деформації в структурі мають можливість рухатися між мартенситною й аустенітною фазами, деформація в холодному стані дозволяє створювати мікроструктуру з унікальними механічними властивостями, включаючи високу межу міцності щодо розтягання. Це дозволяє піддавати такі сплави холодній деформації без проміжних стадій термообробки й одержувати при цьому рівні міцності щодо розтягання, порівняні з рівнями міцності 70 звичайних легованих сталей, що піддавалися холодній деформації з проміжними операціями термообробки. В тім, що стосується стального дроту з пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою, даний винахід полягає у виявленні того факту, що холодна деформація таких матеріалів може проводитися без проміжного патентування. Отже, згідно з даним винаходом леговані вуглецеві сталі, що мають пакетно-рейчасту мартенситно-аустенітну мікроструктуру, тобто такі, мікроструктура яких містить рейки мартенситу, що 7/5 Чергуються з тонкими плівками залишкового аустеніту, піддаються холодному формуванню, в кращому варіанті без операцій проміжної термообробки до ступеня, до ступеня обтискання, достатнього для одержання міцності щодо розтягання не менше, ніж приблизно 150 кілофунт-сила/кв.дюйм, що еквівалентно, приблизно, 103МПа (1МПа-1Н/мм32). Особливий інтерес являє собою холодна деформація до міцності щодо розтягання 2000МПа (290 кілофунт-сила/кв.дюйм) і вище - рівня, який дозволяє досягати і набагато перевищувати даний винахід,The authors of the invention found that the packet-rail martensitic-austenitic microstructure is unique in terms of its crystallographic properties and the ability to control these properties by deformation in the cold state. Due to the high dislocation density of this microstructure and the ease with which deformations in the structure are able to move between the martensitic and austenitic phases, cold deformation allows the creation of a microstructure with unique mechanical properties, including a high tensile strength. This allows such alloys to be cold worked without intermediate heat treatment steps and to obtain tensile strength levels comparable to those of conventional 70 alloy steels cold worked with intermediate heat treatment operations. As far as the steel wire with a packet-rail martensitic-austenitic microstructure is concerned, the present invention consists in discovering the fact that cold deformation of such materials can be carried out without intermediate patenting. Therefore, according to the present invention, alloyed carbon steels having a packet lath martensite-austenite microstructure, i.e. those whose microstructure contains laths of martensite alternating with thin films of residual austenite, undergo cold forming, preferably without intermediate operations heat treated to a degree, to a degree of crimping, sufficient to produce a tensile strength of not less than about 150 psi, which is equivalent to about 103MPa (1MPa-1N/mm32). Of particular interest is the cold deformation to a tensile strength of 2000 MPa (290 psi) and above, a level that the present invention can reach and far exceed.

Здійснення котрого на практиці дозволило отримати міцність щодо розтягання З000МПа (435 кілофунт-сила/кв.дюйм) і 4000МПа (580 кілофунт-сила/кв.дюйм). Дані величини є приблизними: переводний коефіцієнт на найближчу тисячу становить 6,895МПа-1 кілофунт-сила/кв.дюйм.The implementation of which in practice allowed to obtain a tensile strength of 3000 MPa (435 kilo-pounds per square inch) and 4000 MPa (580 kilo-pounds per square inch). These values are approximate: the conversion factor to the nearest thousand is 6.895MPa-1 kilopound-force/sq.in.

Переваги даного винаходу поширюються на пакетно-рейчасті мартенситно-аустенітні мікроструктури, що не містять або містять незначні кількості фериту, а також на мікроструктури, що містять пакетно-рейчасті зерна, Га сплавлені з феритними зернами, і на варіанти цих структур, включаючи ті, пакетно-рейчасті зерна котрих оточені аустенітними оболонками, ті, що не містять міжфазних карбідних виділів, і ті, в котрих аустенітні о плівки мають рівномірну орієнтацію. Виявлення здатності пакетно-рейчастих мартенситно-аустенітних мікроструктур реагувати на холодну обробку описаним вище чином є досить несподіваним у світлі описів цитованих вище патентів США МоМо4,613,385 і 4,619,714, оскільки ферит у мікроструктурах згідно з цими Ф) патентами має межу текучості, нижчу, ніж у мартенситу. Якщо так, то ферит повинен поглинати напруження, створене холодною деформацією, а мартенсит не повинен реагувати на холодну деформацію доти, аж поки о феритна фаза механічно не нагартується до рівня вище межі текучості мартенситу. У мікроструктурах, на які ав! спрямований даний винахід, відносно низький рівень фериту або його відсутність, коли фериту немає, зумовлює поглинання напруження мартенситом на ранній стадії процесу холодної деформації. Мартенсит і ферит досить о помітно різняться між собою своїми кристалічними структурами і характеристиками механічного зміцнення. сThe advantages of this invention extend to packet lath martensitic austenite microstructures containing no or small amounts of ferrite, as well as to microstructures containing packet lath grains, Ha alloyed with ferrite grains, and variants of these structures, including those packed - lath grains surrounded by austenite shells, those that do not contain interphase carbide precipitates, and those in which austenite o films have a uniform orientation. The discovery of the ability of packet lath martensitic-austenitic microstructures to respond to cold working in the manner described above is rather surprising in light of the descriptions of the above-cited US patents MoMo 4,613,385 and 4,619,714, since the ferrite in the microstructures according to these F) patents has a yield strength lower than that of martensite If so, then the ferrite must absorb the stress created by cold deformation, and the martensite must not respond to cold deformation until the ferrite phase is mechanically hardened to a level above the martensite yield strength. In the microstructures on which av! directed the present invention, a relatively low level of ferrite or its absence, when there is no ferrite, causes the absorption of stress by martensite at an early stage of the cold deformation process. Martensite and ferrite differ quite noticeably in their crystal structures and mechanical hardening characteristics. with

У подальшому ці та інші ознаки, цілі, переваги і приклади практичного здійснення даного винаходу розглядаються більш детально.In the following, these and other features, goals, advantages and examples of practical implementation of this invention are considered in more detail.

На Фіг.2 подані графіки залежності міцності щодо розтягання від істинної загальної деформації для двох « легованих сталей з двофазною пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою після холодної 70 деформації згідно з даним винаходом без операцій проміжної термообробки. - с На Фіг.1 подані графіки залежності міцності щодо розтягання від істинної загальної деформації для трьох ц легованих сталей з трифазною пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною-феритною мікроструктурою й однієї "» легованої сталі з двофазною пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою після холодної деформації згідно з даним винаходом без операцій проміжної термообробки.Figure 2 shows graphs of tensile strength vs. true total strain for two alloy steels with a two-phase packet lath martensitic-austenitic microstructure after cold 70 deformation according to the present invention without intermediate heat treatment operations. - c Fig. 1 shows graphs of the dependence of tensile strength on the true total deformation for three alloyed steels with a three-phase batch-bar martensite-austenite-ferrite microstructure and one alloy steel with a two-phase batch-bar martensite-austenite microstructure after cold deformation according to the present invention without intermediate heat treatment operations.

Холодна деформація згідно з даним винаходом може виконуватися за допомогою технологій і обладнання, о що звичайно використовуються для холодної обробки інших легованих сталей з іншими мікроструктурами.Cold deformation according to the present invention can be performed with the help of technologies and equipment that are usually used for cold processing of other alloyed steels with other microstructures.

Процес холодної деформації стальних заготовок квадратного поперечного перерізу, прутків, плоского прокату о або листів може здійснюватися шляхом прокатування сталі між валками або іншими засобами стискування для ав) зменшення товщини і подовження сталі. У тих випадках, коли холодна деформація проводиться шляхом прокатки, здійснюється багатократне стискання низкою перепускань сталі через прокатний стан. Аналогічним о чином здійснюється холодна деформація стрижневих або дротових заготовок шляхом їх холодного протягування (Че) або екструзії через матриці. При багатократній екструзії заготовку перепускають послідовно через множину матриць з кожним разом все меншого діаметра. При протягуванні труб стальну трубну заготовку перепускають через кільцеву матрицю з дорном усередині неї. При багатократному перепусканні трубу багато раз протягуютьThe process of cold deformation of steel blanks of a square cross-section, bars, flat rolled o or sheets can be carried out by rolling the steel between rolls or other means of compression for av) reducing the thickness and lengthening the steel. In cases where cold deformation is carried out by rolling, repeated compression is carried out by a series of steel passes through the rolling mill. In a similar way, cold deformation of rod or wire blanks is carried out by means of their cold drawing (Che) or extrusion through matrices. With multiple extrusion, the workpiece is successively passed through a set of matrices of smaller and smaller diameter each time. When drawing pipes, the steel pipe billet is passed through a ring die with a mandrel inside it. With multiple bypasses, the pipe is drawn many times

Через кільцеві матриці все меншого розміру з дорном, поміщеним усередину труби.Through ring dies of ever smaller size with a mandrel placed inside the tube.

Холодну деформацію проводять при температурі нижче найнижчої температури, при котрій виникаєCold deformation is carried out at a temperature below the lowest temperature at which it occurs

Ф, рекристалізація. Отже, підходящими для цього температурами є такі, що не викликають будь-яких змін фаз у ко структурі сталі. Рекристалізація вуглецевих сталей, звичайно, відбувається приблизно при 1000 С (18322), у зв'язку з чим холодна деформація згідно з даним винаходом проводиться при температурах, значно нижчих 60 цього рівня. У кращих варіантах таку холодну деформацію виконують при температурах, приблизно, 5002 (9322) і нижче, ще краще - при 100922 (2122) і нижче, і найкраще - в межах приблизно 2523 навколишньої температури.F, recrystallization. Therefore, suitable temperatures for this are those that do not cause any phase changes in the co-structure of the steel. Recrystallization of carbon steels, of course, occurs at approximately 1000 C (18322), therefore cold deformation according to the present invention is carried out at temperatures well below 60 of this level. In the best versions, such cold deformation is performed at temperatures of approximately 5002 (9322) and below, even better - at 100922 (2122) and below, and best of all - within the range of approximately 2523 ambient temperature.

Холодна деформація може проводитися за один прохід або шляхом послідовних численних проходів. І в тому і в іншому випадках проміжна термообробка (яка при протягуванні стального дроту зветься "патентуванням") 65 може виконуватися з метою подальшого поліпшення властивостей, але властивості оброблюваного матеріалу після одної лише холодної деформації (без проміжної термообробки) є достатньо високими і не потребують проміжних термообробок. Ступінь обтискування за прохід не є для даного винаходу критичним і може варіювати в широких межах. Але при цьому обтиск повинен бути достатньо великим для того, щоб уникнути загартування сталі до такої міри, що вона після невеликого загального обтиску стане слабкою на розрив. У більшості випадків краще обтискання становить, приблизно, 20956 за прохід, ще краще - принаймні 2595 за прохід, і найкраще - приблизно від 2595 до 5095 за прохід. Обтискання за прохід принаймні частково залежить від таких чинників, як кут матриці і коефіцієнт ефективності протягування. Чим більшим є кут матриці, тим більшим є мінімальне обтискання, що потребується для уникнення руйнівного розтріскування в центральній зоні. Але чим меншим є коефіцієнт ефективності протягування, тим меншим є максимальне обтискання сталі з даною 7/0 експонентою деформаційного зміцнення. Компромісне обтискання, звичайно, лежить між цими двома суперечними чинниками. З погляду на міцність щодо розтягування кінцевого продукту холодну деформацію краще проводити до величин цього параметра в межах, приблизно, від 150 кілофунт-сила/кв.дюйм до 500 кілофунт-сила/кв.дюйм.Cold deformation can be carried out in one pass or by successive numerous passes. In both cases, intermediate heat treatment (which is called "patenting" when steel wire is drawn) 65 can be performed in order to further improve the properties, but the properties of the processed material after only cold deformation (without intermediate heat treatment) are sufficiently high and do not require intermediate heat treatment The degree of compression per pass is not critical for this invention and can vary widely. But at the same time, the crimp must be large enough to avoid hardening the steel to such an extent that it will become weak to break after a small total crimp. In most cases, the best crimp is about 20956 per pass, even better is at least 2595 per pass, and best is about 2595 to 5095 per pass. Crimping per pass depends at least in part on factors such as die angle and draw efficiency. The greater the die angle, the greater the minimum crimp required to avoid destructive cracking in the central zone. But the smaller the coefficient of drawing efficiency, the smaller is the maximum crimping of steel with a given 7/0 exponent of strain hardening. The compromise, of course, lies between these two conflicting factors. In view of the tensile strength of the final product, it is preferable to cold work to values of this parameter in the range of, approximately, 150 psi to 500 psi.

Процес згідно з даним винаходом може застосовуватися до легованих вуглецевих сталей з /5 пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою, описаною в зазначених вище патентах, а також у сумісних (патентних заявках США МоМо10/017,847, поданій 15 грудня 2001р. (під назвою "Тгіріє-РНазеThe process according to the present invention can be applied to alloyed carbon steels with a /5 packet lath martensitic-austenitic microstructure described in the above patents, as well as in the corresponding (US patent applications MoMo 10/017,847, filed on December 15, 2001 (under the title "Thiriye -RNase

Мапо-Сотрозіїе З(ееів" (Трифазні нанокомпозитні сталі), автори КивіпеКі, ()., РоМПаскК, О., Тпотав, 0.), і 10/017,879, поданій 15 грудня 2001р. (під назвою "Мапо-Сотрозійе Магіепезйіс 5іееЇІв" (Нанокомпозитні мартенситні сталі), автори КивіпекКкі, (.)., РоМаск, О., Тпотавз, (3.)), включених тут в усій їхній повнотіMapo-Sotroziie Z(eeiv) (Three-phase nanocomposite steels), authors KyvipeKi, ()., RoMPaskK, O., Tpotav, 0.), and 10/017,879, filed on December 15, 2001. (under the title "Mapo-Sotroziie Magiepeziis 5ieeЇiv " (Nanocomposite martensitic steels), authors KyvipekKki, (.)., RoMask, O., Tpotavz, (3.)), included here in their entirety

Шляхом посилання. Для забезпечення можливості утворення пакетно-рейчастої мартенситно-аустенітної мікроструктури склад сталі, звичайно, має температуру Ме початку мартенситного переходу, приблизно, 3002 або вище, а в кращих варіантах - 35023 чи вище. Відомо, що в загальному випадку на температуру Ме чинять вплив легуючі елементи і серед них найбільш сильним впливом на Ме характеризується вуглець. Отже, для того, щоб Ме утримувалася вище рівня З00 С, вміст вуглецю в складі сталі не повинен перевищувати су 0,3590(мас). У кращих варіантах здійснення винаходу вміст вуглецю лежить у межах, приблизно, від 0,0395(мас.) о до 0,3590(мас), а в більш кращих - у межах, приблизно, від 0,0590(мас.) до 0,3395(мас). Інші легуючі елементи, такі, як молібден, титан, ніобій і алюміній, можуть використовуватися в кількостях, достатніх для забезпечення потрібної кількості центрів зародкоутворення й одержання, таким чином, тонкозернистої структури матеріалу, але в концентрації, достатньо низькій для того, щоб уникнути впливу їх на властивості кінцевого (о) сплаву. Концентрація легуючих елементів повинна також бути достатньо низькою, щоб уникнути утворення включень та інших грубих виділів, котрі можуть зробити сталь схильною до руйнування на ранніх стадіях о холодної деформації. В деяких варіантах здійснення винаходу вигідно до складу сталі включати один або більше І ав аустеніт-стабілізуючих елементів, яких як азот, марганець, нікель, мідь і цинк. Особливо підходящими серед них є марганець і нікель. При наявності в складі сталі нікелю концентрація його повинна лежати в межах, о приблизно, від 0,2590(мас.) до 59б(мас), а при наявності марганцю - концентрація останнього повинна лежать у (се) межах, приблизно, від 0,2595(мас.) до боОб(мас). У багатьох варіантах здійснення винаходу до складу сталі входить також хром, концентрацію якого, звичайно, підтримують у межах, приблизно, від О0,595(мас.) до 1296(мас).By reference. To ensure the possibility of the formation of a packet-railed martensitic-austenitic microstructure, the composition of the steel, of course, has a temperature Me of the beginning of the martensitic transition, approximately, 3002 or higher, and in the best versions - 35023 or higher. It is known that, in general, the temperature of Me is influenced by alloying elements, and among them carbon is characterized by the strongest influence on Me. Therefore, in order for Me to be kept above the level of З00 С, the carbon content in the steel composition should not exceed su 0.3590 (wt). In the best embodiments of the invention, the carbon content is in the range, approximately, from 0.0395 (wt.) o to 0.3590 (wt.), and in the most preferred - in the range, approximately, from 0.0590 (wt.) to 0 ,3395 (mass). Other alloying elements, such as molybdenum, titanium, niobium and aluminum, can be used in amounts sufficient to provide the required number of nucleation centers and thus produce a fine-grained structure of the material, but in a concentration low enough to avoid their influence on the properties of the final (o) alloy. The concentration of alloying elements must also be low enough to avoid the formation of inclusions and other coarse particles that can make the steel prone to failure in the early stages of cold deformation. In some embodiments of the invention, it is beneficial to include one or more I av austenite-stabilizing elements, such as nitrogen, manganese, nickel, copper, and zinc, in the composition of the steel. Particularly suitable among them are manganese and nickel. If nickel is present in the steel composition, its concentration should be within the range of, approximately, from 0.2590 (wt.) to 59b (wt.), and if manganese is present, the concentration of the latter should lie within the (se) range, approximately, from 0, 2595 (mass) to boOb (mass). In many embodiments of the invention, the composition of the steel also includes chromium, the concentration of which, of course, is maintained in the range, approximately, from O0.595 (wt.) to 1296 (wt.).

Деякі варіанти здійснення винаходу спрямовані на сплави, що, окрім пакетно-рейчастих « мартенситно-аустенітних зерен містять феритну фазу (трифазні сплави), у той час як інші містять лише 70 пакетно-рейчасті мартенситно-аустенітні зерна і не містять феритної фази (двофазні сплави). У загальному - с випадку наявність або відсутність феритної фази визначається типом термообробки на початковій стадії а аустенізації. Відповідним вибором температури структуру сталі можна перетворити на однофазну аустенітну або "» на двофазну, що містить як аустеніт, так і ферит. Крім того, склад сталі може бути вибраний або відрегульований у розрахунку чи на утворення фериту під час початкового охолодження сплаву від аустенітної фази, чи на запобігання утворенню фериту під час такого охолодження, тобто на запобігання утворенню (ее) феритних зерен перед подальшим охолодженням аустеніту для формування пакетно-рейчастої мікроструктури. о Як зазначалося вище, в деяких випадках може бути вигідним використовувати сталі з пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою, в котрій усі аустенітні плівки в пакетно-рейчастому зерні мають (ав) приблизно однакову орієнтацію, хоча їхня кристалографічна орієнтація може бути різною, або ж такі сталі, в о 50 котрих усі аустенітні плівки в пакетно-рейчастому зерні мають однакову орієнтацію кристалічних площин.Some embodiments of the invention are directed to alloys that, in addition to the martensitic-austenitic grains, contain a ferritic phase (three-phase alloys), while others contain only 70 martensitic-austenitic grains and do not contain a ferrite phase (two-phase alloys ). In the general case, the presence or absence of a ferrite phase is determined by the type of heat treatment at the initial stage of austenization. By an appropriate choice of temperature, the structure of the steel can be transformed into a single-phase austenitic one or a two-phase one containing both austenite and ferrite. In addition, the composition of the steel can be selected or adjusted to account for the formation of ferrite during the initial cooling of the alloy from the austenitic phase, or to prevent the formation of ferrite during such cooling, i.e. to prevent the formation of (ee) ferrite grains before further cooling of austenite to form a banded-banded microstructure. o As noted above, in some cases it may be advantageous to use steels with banded-banded martensite a microstructure in which all the austenite films in the packet grain have (а) approximately the same orientation, although their crystallographic orientation may be different, or steels in which all the austenite films in the packet grain have the same orientation of the crystal planes .

Останній з цих варіантів може здійснюватися шляхом обмеження розміру зерна до 1О0мкм і менше. В кращому іЧе) варіанті розмір зерна в зазначених вище випадках лежить у межах, приблизно, від їмкм до 1Омкм, а в найкращому - в межах, приблизно, від 5мкм до У9мкм.The last of these options can be implemented by limiting the grain size to 100 µm or less. In the best case, the grain size in the above-mentioned cases lies within the range, approximately, from 1μm to 1Ωm, and in the best - within the range, approximately, from 5μm to У9μm.

Процес формування пакетно-рейчастих мартенситно-аустенітних мікроструктур, що не містять фериту (тобто "двофазних" мікроструктур) починається з вибору компонентів сталі і об'єднування цих компонентів у відповідних пропорціях, зазначених вище. Об'єднані компоненти піддають гомогенізації ("просочуванню") о протягом часу і при температурах, достатніх для утворення однорідної аустенітної структури, в котрій всі ко елементи і компоненти перебувають у стані твердого розчину. Температура термообробки повинна бути вищою за температуру рекристалізації аустеніту, а в кращому варіанті - на рівні, на якому утворюються дуже дрібні 60 зерна. Температура рекристалізації аустеніту, звичайно, залежить від складу сплаву і, як правило, може бути легко визначена фахівцем у даній галузі У більшості випадків кращі результати отримуються, якщо просочування проводити при температурах у межах від 8002С до 1150920. У разі потреби прокатку, ковку або те й інше в застосуванні до даного сплаву можна виконувати при цій температурі.The process of forming packet-railed martensitic-austenitic microstructures that do not contain ferrite (that is, "two-phase" microstructures) begins with the selection of steel components and the combination of these components in the appropriate proportions specified above. The combined components are subjected to homogenization ("infiltration") over a period of time and at temperatures sufficient for the formation of a homogeneous austenite structure, in which all elements and components are in a state of solid solution. The temperature of heat treatment should be higher than the recrystallization temperature of austenite, and in the best version - at the level at which very small 60 grains are formed. The recrystallization temperature of austenite, of course, depends on the composition of the alloy and, as a rule, can be easily determined by a person skilled in the art. and others applied to this alloy can be performed at this temperature.

По завершенні гомогенізації сталь піддають охолодженню зі здрібненням зерна до бажаного розміру, котрий, б5 як зазначалося вище, може бути різним. Здрібнення зерна може здійснюватися по стадіях, але завершальне здрібнення, звичайно, проводять при проміжній температурі, вищій за температуру рекристалізації аустеніту або наближеній до неї. При цьому сталь спочатку може піддаватися прокатуванню при температурі гомогенізації, яка забезпечує умови динамічної рекристалізації, а потім охолоджуватися до проміжної температури і знов піддаватися прокатуванню для подальшої динамічної рекристалізації. Зазначена проміжна температура лежить між температурою рекристалізації аустеніту і верхньою межею, що є вищою на 5023 температури рекристалізації аустеніту. Для складу сталі, температура рекристалізації аустеніту якої складає, приблизно, 900 «С, проміжна температура, до котрої ця сталь охолоджується, лежить у межах, приблизно, від 9002 до 9502С і найкраще - в межах від 90092 до 92520. Для складу сталі температура рекристалізації аустеніту якої складає, приблизно, 8202С, кращою проміжною температурою є, приблизно, 85023. Динамічна рекристалізація може здійснюватися 70 також за допомогою кування або інших засобів, добре відомих фахівцям у даній галузі. Динамічна рекристалізація дає зменшення розміру зерна на 1095 і більше, а в більшості випадків дозволяє зменшувати розмір зерна, приблизно, на 30-90905.Upon completion of homogenization, the steel is subjected to cooling with grain grinding to the desired size, which, as noted above, may be different. Grinding of the grain can be carried out in stages, but the final grinding, of course, is carried out at an intermediate temperature higher than the recrystallization temperature of austenite or close to it. At the same time, the steel can first be subjected to rolling at a homogenization temperature that provides conditions for dynamic recrystallization, and then cooled to an intermediate temperature and again subjected to rolling for further dynamic recrystallization. The specified intermediate temperature lies between the recrystallization temperature of austenite and the upper limit, which is higher by 5023 of the recrystallization temperature of austenite. For a steel composition with an austenite recrystallization temperature of approximately 900 °C, the intermediate temperature to which this steel is cooled is in the range of approximately 9002 to 9502 °C and best - in the range of 90092 to 92520. For the steel composition, the recrystallization temperature of which austenite is approximately 8202C, the preferred intermediate temperature being approximately 85023. Dynamic recrystallization can also be accomplished 70 by forging or other means well known to those skilled in the art. Dynamic recrystallization gives a reduction in grain size by 1095 or more, and in most cases allows to reduce the grain size by approximately 30-90905.

По досягненні бажаного розміру зерна сталь піддають гартуванню шляхом охолодження від температури вище температури рекристалізації аустеніту до температури Ме початку мартенситного переходу і далі через 75 інтервал мартенситного переходу для перетворювання кристалів аустеніту на пакетно-рейчасту мартенситно-аустенітну мікроструктуру. Коли між кристалами аустеніту є кристали фериту, це перетворення відбувається лише в кристалах аустеніту. Оптимальна швидкість охолодження при цьому залежить від хімічного складу сталі і, отже, від її здатності прогартовуватся. Утворювані при цьому пакети в мікроструктурі є, приблизно, такого ж малого розміру, що й зерна аустеніту, утворені на стадіях прокатки, але аустеніт у цих зернах залишається тільки в тонких плівках а в деяких випадках також в оболонці, що оточує кожне пакетно-рейчасте зерно. В тих випадках, коли тонкі аустенітні плівки повинні мати один варіант кристалічної орієнтації, це досягається шляхом такого регулювання процесу, щоб розмір зерна був менше 5Омкм.Upon reaching the desired grain size, the steel is subjected to quenching by cooling from a temperature above the recrystallization temperature of austenite to the Me temperature of the beginning of the martensitic transition and further through the 75 interval of the martensitic transition to transform the austenite crystals into a packet-striped martensitic-austenitic microstructure. When there are ferrite crystals between the austenite crystals, this transformation occurs only in the austenite crystals. At the same time, the optimal cooling rate depends on the chemical composition of the steel and, therefore, on its ability to harden. The resulting packets in the microstructure are approximately the same size as the austenite grains formed at the rolling stages, but the austenite in these grains remains only in thin films and in some cases also in the shell surrounding each packet-rail grain . In cases where thin austenite films must have one variant of crystal orientation, this is achieved by adjusting the process so that the grain size is less than 5 Ωm.

Альтернативою динамічній рекристалізації в здрібненні зерна до бажаного розміру може бути проведення однієї лише термообробки, тобто без додаткових чинників впливу. Для цього сталь загартовують, як описано с вище, а потім знов нагрівають до температури, що приблизно дорівнює температурі рекристалізації аустеніту о або є трохи нижчою за неї. Після цього сталь знов гартують для одержання або повернення до пакетно-рейчастої мартенситно-аустенітної мікроструктури. Температура повторного нагріву при цьому лежить у межах, приблизно, 502С від температури рекристалізації аустеніту і становить, наприклад, 87020.An alternative to dynamic recrystallization in grain grinding to the desired size can be heat treatment alone, i.e. without additional influencing factors. To do this, the steel is hardened as described in c above, and then reheated to a temperature approximately equal to or slightly lower than the recrystallization temperature of austenite. After that, the steel is hardened again to obtain or return to the packet-striped martensitic-austenitic microstructure. The temperature of reheating in this case lies within, approximately, 502C from the recrystallization temperature of austenite and is, for example, 87020.

Такі стадії процесу обробки, як нагрів складу сталі до аустенітної фази, охолодження сталі шляхом (22) регульованої прокатки або кування для досягнення бажаного ступеню обтискання і розміру зерна і гартування о аустенітних зерен шляхом швидкого охолодження на ділянці мартенситного переходу з одержанням пакетно-рейчастної структури, виконуються за допомогою добре відомих методів і засобів. До числа таких о методів належать різноманітні види лиття, термообробки і гарячої механічної обробки сталі, наприклад, о куванням або прокаткою із завершальною обробкою при контрольованій температурі для оптимальногоSuch stages of the processing process as heating the composition of the steel to the austenitic phase, cooling the steel by (22) controlled rolling or forging to achieve the desired degree of crimping and grain size and quenching around the austenite grains by rapid cooling in the area of the martensitic transition to obtain a packet-rail structure, performed using well-known methods and tools. Such methods include various types of casting, heat treatment and hot machining of steel, for example, forging or rolling with finishing at a controlled temperature for optimal

Зо здрібнення зерна. Регульовану прокатку застосовують для вирішення різноманітних задач, включаючи сприяння со дифузії легуючих елементів для утворення гомогенної аустенітної кристалічної фази і сприяння збереженню енергії деформації в зернах. На стадіях гартування протягом цього процесу регульована прокатка заводить свіжо утворювану мартенситну фазу в пакетно-рейчасту конфігурацію, що складається із мартенситних рейок, « відокремлених тонкими плівками залишкового аустеніту. Ступінь обтискання при прокатці може бути різним і легко визначається фахівцем у даній галузі. Гартування краще проводити достатньо швидко для уникнення в) с утворення шкідливих мікроструктур, таких, як перліт, бейніт, і часток чи виділів, і особливо утворення "» міжфазних виділів і часток, включаючи небажані карбіди і карбонітриди. У пакетно-рейчастих " мартенситно-аустенітних зернах плівки залишкового аустеніту повинні складати, приблизно, від 0,590(06.) до 1596(06.) від об'єму мікроструктури, і в кращому варіанті - приблизно, від З95(06.) до 1095(06.), а в найкращому - максимум 595(об.) від об'єму мікроструктури. бо Трифазні сплави мають мікроструктуру, що складається з двох типів зерен - феритних зерен і о пакетно-рейчастих мартенситно-аустенітних зерен, сплавлених разом у суцільну масу. Як і в двофазних сплавах, тут розмір індивідуальних зерен не є критичним і може варіювати в широких межах. Для одержання найкращих о результатів діаметр (або інший підходящий характеристичний лінійний розмір) зерен повинен лежати в межах, о 20 приблизно, від 2мкм до 100мкм, а в кращому варіанті - в межах, приблизно, від 5мкм до ЗОмкм. Кількість феритної фази відносно мартенситно-аустенітної фази може бути різною. Проте, в більшості випадків найкращі с результати отримуються, коли мартенситно-аустенітні зерна складають, приблизно, від 595 до 9595 трифазної структури, у кращому варіанті - приблизно від 1595 до 6095, а в найкращому - приблизно від 2095 до 4095 за масою. 29 Трифазні сталі можна одержувати за допомогою процесу, в якому спочатку об'єднують між собою відповідніFrom grain grinding. Controlled rolling is used to solve a variety of problems, including promoting the diffusion of alloying elements to form a homogeneous austenitic crystalline phase and promoting the preservation of strain energy in the grains. During the quenching stages during this process, the controlled rolling brings the freshly formed martensitic phase into a packet lath configuration consisting of martensitic laths separated by thin films of retained austenite. The degree of crimping during rolling can be different and is easily determined by a person skilled in the art. Quenching is better to be carried out quickly enough to avoid the formation of harmful microstructures, such as pearlite, bainite, and particles or precipitates, and especially the formation of "" interphase precipitates and particles, including undesirable carbides and carbonitrides. grains of the retained austenite film should be approximately from 0.590(06.) to 1596(06.) of the volume of the microstructure, and in the best version - approximately from 395(06.) to 1095(06.), and in the best - a maximum of 595 (vol.) from the volume of the microstructure. Because three-phase alloys have a microstructure consisting of two types of grains - ferritic grains and packet-railed martensitic-austenitic grains fused together into a solid mass. As in two-phase alloys, the size of individual grains is not critical here and can vary widely. For best results, the diameter (or other suitable characteristic linear size) of the grains should be in the range of approximately 2 µm to 100 µm, and preferably in the range of approximately 5 µm to 3 µm. The amount of the ferrite phase relative to the martensitic-austenitic phase can be different. However, in most cases the best c results are obtained when the martensitic-austenitic grains comprise from about 595 to 9595 of the three-phase structure, preferably from about 1595 to 6095, and in the best from about 2095 to 4095 by weight. 29 Three-phase steels can be obtained using a process in which the corresponding ones are first combined

ГФ! компоненти, потрібні для утворення сталі бажаного складу, після цього піддають їх взаємному просочуванню для одержання однорідної аустенітної структури з елементами і компонентами у стані твердого розчину, як і при о одержанні описаної вище двофазної сталі. Температура просочування в кращому варіанті лежить у межах, приблизно, від 9002 до 11702С. Після утворення аустенітної фази склад сталі охолоджують до температури в 60 міжкритичному інтервалі, тобто в інтервалі температур, де аустенітна і феритна фази співіснують у рівновазі між собою. Таким чином, це охолодження викликає перетворення частини аустеніту у феритні зерна, залишаючи решту матеріалу в аустенітній фазі. Відносні кількості кожної з двох фаз у рівновазі змінюються з температурою, до якої склад охолоджується на цій стадії, і залежать також від рівнів легуючих елементів.GF! components required for the formation of steel of the desired composition, after that they are subjected to mutual impregnation to obtain a homogeneous austenite structure with elements and components in the state of a solid solution, as in the case of obtaining the two-phase steel described above. The seepage temperature is preferably in the range, approximately, from 9002 to 11702C. After the formation of the austenitic phase, the steel composition is cooled to a temperature in the intercritical interval of 60, that is, in the temperature interval where the austenitic and ferritic phases coexist in equilibrium with each other. Thus, this cooling causes some of the austenite to transform into ferritic grains, leaving the rest of the material in the austenitic phase. The relative amounts of each of the two phases in equilibrium vary with the temperature to which the composition is cooled at this stage, and also depend on the levels of alloying elements.

Розподіл вуглецю між цими двома фазами (також у рівновазі) так само змінюється в залежності від температури. бо Відносні кількості цих двох фаз не критичними для даного винаходу і можуть варіювати в широких межах.The distribution of carbon between these two phases (also at equilibrium) also varies with temperature. Because the relative amounts of these two phases are not critical for this invention and can vary widely.

Температура, до якої склад охолоджують з метою утворення двофазної феритно-аустенітої структури, в кращому варіанті лежить у межах, приблизно, від 8002С до 100090.The temperature to which the composition is cooled in order to form a two-phase ferritic-austenitic structure is preferably in the range of approximately 8002C to 100090C.

Як тільки утворюються феритні й аустенітні кристали (тобто як тільки досягається рівновага при заданій температурі у міжкритичній фазі), сплав швидко загартовують охолодженням в інтервалі мартенситного переходу для перетворення аустенітних кристалів на пакетно-рейчасту мартенситно-аустенітну мікроструктуру.As soon as ferrite and austenite crystals are formed (that is, as soon as equilibrium is reached at a given temperature in the intercritical phase), the alloy is quickly quenched by cooling in the martensitic transition interval to transform the austenite crystals into a packet-lath martensite-austenite microstructure.

Швидкість охолодження під час цього переходу повинна бути достатньо високою для того, щоб практично уникнути будь-яких змін у феритній фазі і небажаного розкладання аустеніту. В залежності від складу сталі та його здатності прогартовуватися при цьому для досягнення бажаної швидкості охолодження може 7/0 використовуватися охолодження водою, хоча для деяких сталей достатнім є охолодження повітрям. У деяких сталях і, зокрема, таких, що є трифазними і містять 695 Ст, потрібна швидкість охолодження є достатньо малою і дозволяє використовувати охолодження повітрям. Розглянуті вище міркування стосовно двохфазних сплавів є повною мірою правочинними також для трифазних сплавів.The cooling rate during this transition must be high enough to practically avoid any changes in the ferritic phase and undesirable decomposition of austenite. Depending on the composition of the steel and its ability to harden, water cooling may be used to achieve the desired cooling rate, although air cooling is sufficient for some steels. In some steels and, in particular, those that are three-phase and contain 695 C, the required cooling rate is sufficiently low and allows the use of air cooling. The considerations discussed above regarding two-phase alloys are fully valid for three-phase alloys as well.

Кращими складами двофазних сталей є такі, що містять, приблизно, від 0,04905(мас.) до 0,1295(мас.) вуглецю, 75 Від 0 до 11,090(мас.) хрому, від 0 до 2,09б(мас.) марганцю і від О до 2,090(мас.) кремнію, решта - залізо.The best compositions of two-phase steels are those containing, approximately, from 0.04905 (wt.) to 0.1295 (wt.) carbon, 75 From 0 to 11.090 (wt.) chromium, from 0 to 2.09b (wt. ) of manganese and from 0 to 2,090 (wt.) of silicon, the rest is iron.

Кращими складами трифазних сталей є такі, що містять, приблизно, від 0,0290(мас.) до 0,1495(мас.) вуглецю, відThe best compositions of three-phase steels are those containing, approximately, from 0.0290 (wt.) to 0.1495 (wt.) carbon, from

О до З,ОУо(мас.) кремнію, від 0 до 1,590(мас.) марганцю і від О до 1,590(мас.) алюмінію, решта - залізо.0 to 3,000 (wt.) silicon, from 0 to 1.590 (wt.) manganese and from 0 to 1.590 (wt.) aluminum, the rest is iron.

Явище утворення виділів або інших дрібних часток у мікроструктурі після охолодження одержало узагальнену назву "самовідпуску". У деяких варіантах здійснення винаходу як для двофазних, так і для трифазних сталей, самовідпуску потрібно уникати, застосовуючи відносно велику швидкість охолодження. Мінімальні швидкості охолодження, за яких вдається уникати самовідпуску, можна легко визначити за допомогою діаграми типу перетворення-температура--ас для даного сплаву. На типовій діаграмі цього типу по вертикальній осі відкладена температура, по горизонтальній осі - час, а криві на діаграмі відмічають зони, де кожна фаза існує чи сама по собі, чи в комбінації з іншою фазою або фазами. Одна з діаграм цього типу показана, наприклад, у с вищезгаданому (патенті США Моб,273,968 В1 (Тротазв)). На цій діаграмі мінімальна швидкість охолодження проходить по лінії зниження температури в часі, яка упирається зліва в С-подібну криву. Справа від кривої о простягається зона існування карбідів. Отже, швидкість, що дозволяє уникнути утворення карбіду, проходить уздовж однієї з ліній, що залишається з лівої сторони цієї кривої. Таким чином, дотична до цієї кривої лінія, що має найменшу крутизну, визначає собою найнижчу швидкість охолодження, за якої утворення карбіду всеще д зо вдається уникнути.The phenomenon of the formation of secretions or other small particles in the microstructure after cooling has received the general name "self-release". In some embodiments of the invention for both two-phase and three-phase steels, self-tempering must be avoided by using a relatively high cooling rate. The minimum cooling rates at which self-tempering can be avoided can easily be determined using a transformation-temperature-as type diagram for a given alloy. A typical diagram of this type plots temperature on the vertical axis, time on the horizontal axis, and curves on the diagram mark areas where each phase exists either by itself or in combination with another phase or phases. One of the diagrams of this type is shown, for example, in the aforementioned (US patent Mob, 273,968 B1 (Trotazv)). In this diagram, the minimum cooling rate follows the line of decreasing temperature with time, which rests on the left of the C-shaped curve. To the right of curve o extends the zone of existence of carbides. Therefore, the rate that avoids the formation of carbide is along one of the lines that remains on the left side of this curve. Thus, the line tangent to this curve with the least steepness defines the lowest cooling rate at which carbide formation can still be avoided.

Використовувані тут терміни "міжфазне виділення" і "міжфазні виділи" означають утворення дрібних часток - сплаву в місцях між фазами мартенситу й аустеніту, тобто між рейками і тонкими плівками, котрі ці рейки о відокремлюють одна від одної. Термін "міжфазні виділи" не стосується самих аустенітних плівок. При цьому міжфазні виділи слід відрізняти від "внутрішньофазних виділів", котрі є виділами, розташованими усередині о 3з5 мартенситних рейок, а не уздовж поверхонь поділу між мартенситними рейками й аустенітними плівками. оThe terms "interphase separation" and "interphase separation" used here mean the formation of small alloy particles in the places between the martensite and austenite phases, that is, between the rails and the thin films that separate these rails from each other. The term "interphase separation" does not refer to the austenitic films themselves. At the same time, interphase precipitates should be distinguished from "intraphase precipitates", which are precipitates located inside 3-5 martensitic laths, and not along the separation surfaces between martensitic laths and austenite films. at

Міжфазні виділи розміром у діаметрі, приблизно, 500 ангстремів і менше не є шкідливими для ударної в'язкості і можуть навіть її збільшувати. Таким чином, явище самовідпуску не обов'язково є шкідливим за умови, що самовідпуск обмежується внутрішньофазним виділенням і не викликає міжфазне виділення. Використовуваний тут вираз "практично без карбідів" означає, що в разі наявності карбідів їх розподіл і кількість є такими, що «Interfacial separations of approximately 500 angstroms or less in diameter are not detrimental to shock viscosity and may even increase it. Thus, the phenomenon of self-release is not necessarily harmful, provided that self-release is limited to intraphase separation and does not cause interphase separation. As used herein, the expression "substantially free of carbides" means that, if carbides are present, their distribution and quantity are such that "

Вплив їх на експлуатаційні характеристики сталі і, зокрема, на антикорозійні властивості остаточної сталі є Пд с зневажливо малим. й В залежності від складу сплаву швидкість охолодження, що є достатньо високою для запобігання утворенню "» карбіду або виникненню явища самовідпуску, в загальному випадку може бути такою, що вона може досягатися шляхом охолодження повітрям, або такою, що потребує охолодження водою. У випадку складів сплавів, у яких самовідпуску при повітряному охолодженні можна уникнути, повітряне охолодження може застосовуватися о навіть тоді, коли рівні деяких легуючих елементів є зменшеними, за умови, що рівні інших легуючих елементів збільшені. Наприклад, зменшення кількості вуглецю, хрому або кремнію може бути компенсоване збільшенням о рівня марганцю. о Процеси та умови, запропоновані в зазначених вище патентах США, і, зокрема, термообробки, здрібнення 5р Зерна, онлайнового кування і застосування прокатних станів для круглих, плоских та інших форм заготовок, о можуть використовуватися на практиці здійснення даного винаходу для нагрівання складу сплаву до аустенітноїTheir influence on the operational characteristics of the steel and, in particular, on the anti-corrosion properties of the final steel is negligibly small. y Depending on the composition of the alloy, the cooling rate that is high enough to prevent the formation of "" carbide or the occurrence of the phenomenon of self-tempering can, in general, be such that it can be achieved by air cooling, or such that it requires water cooling. In the case of compositions alloys in which air-cooling self-tempering can be avoided, air-cooling can be applied even when the levels of some alloying elements are reduced, provided that the levels of other alloying elements are increased.For example, a reduction in carbon, chromium or silicon can be compensated by an increase o the level of manganese. o The processes and conditions proposed in the above-mentioned US patents, and in particular, heat treatment, grinding 5r Grain, online forging and the use of rolling mills for round, flat and other shapes of blanks, o can be used in the practice of implementing this invention for heating the composition of the alloy to austenitic

Ге) фази, охолодження сплаву від аустенітної фази до міжкритичної фази у випадку трифазних сплавів, а потім охолодження в інтервалі мартенситного переходу. Прокатка при цьому проводиться в регульованому режимі за дві і більше стадій під час процесів аустенізації і першої стадії охолодження, наприклад, для сприяння дифузії легуючих елементів з метою утворення гомогенної аустенітної кристалічної фази і потім деформації кристалічних зерен і збереження енергії деформації в цих зернах, у той час як на другій стадії охолодження іФ) прокатка може служити для заведення свіжо утворюваної мартенситної фази в пакетно-рейчасту конфігурацію із ко мартенситних рейок, відокремлених тонкими плівками залишкового аустеніту. Ступінь обтискання при прокатці може бути різною і легко визначається фахівцем у даній галузі. У пакетно-рейчастих мартенситно-аустенітних бо кристалах плівки залишкового аустеніту складають, приблизно, від 0,590(06.) до 1590006.) від об'єму мікроструктури, в кращому варіанті - приблизно від З95(об6.) до 1095(06.), ії в найкращому - максимум 595(об.) від об'єму мікроструктури. Частина аустеніту відносно всієї трифазної мікроструктури складає максимум, приблизно, 59б(о6.). Фактична ширина плівки залишкового аустеніту в кращому варіанті лежить у межах, приблизно, від 50 ангстремів до 250 ангстремів і в кращому варіанті становить, приблизно, 100 ангстремів. Частина аустеніту 65 Відносно всієї трифазної структури в загальному випадку складає максимум 595. Згадувані в даному параграфі процеси прокатки слід відрізняти від холодної деформації, що проводиться згідно з даним винаходом після утворення пакетно-рейчастої мартенситно-аустенітної мікроструктури незалежно від того, є вона двофазною або частиною трифазної структури.Ge) phase, cooling the alloy from the austenitic phase to the intercritical phase in the case of three-phase alloys, and then cooling in the interval of the martensitic transition. Rolling is carried out in a regulated mode in two or more stages during the austenization process and the first stage of cooling, for example, to promote the diffusion of alloying elements with the aim of forming a homogeneous austenitic crystalline phase and then deformation of the crystal grains and preservation of deformation energy in these grains, in that while at the second stage of cooling iF) rolling can serve to introduce the freshly formed martensitic phase into a packet-rail configuration of co-martensitic rails separated by thin films of residual austenite. The degree of crimping during rolling can be different and is easily determined by a person skilled in the art. In packet-railed martensitic-austenitic bo crystals, films of residual austenite make up, approximately, from 0.590(06.) to 1590006.) of the volume of the microstructure, in the best version - approximately from 395(ob.6.) to 1095(06.), and in the best - a maximum of 595 (vol.) from the volume of the microstructure. The austenite fraction relative to the entire three-phase microstructure is a maximum of approximately 59b(o6.). The actual width of the residual austenite film is preferably in the range of about 50 angstroms to 250 angstroms and more preferably about 100 angstroms. The fraction of austenite 65 Relative to the entire three-phase structure in the general case is a maximum of 595. The rolling processes mentioned in this paragraph should be distinguished from cold deformation, which is carried out according to the present invention after the formation of a packet lath martensite-austenite microstructure, regardless of whether it is two-phase or part three-phase structure.

Нижче розглянуто приклади здійснення даного винаходу, що несуть виключно ілюстративне спрямування.Examples of the implementation of this invention, which are exclusively illustrative, are considered below.

Приклад 1Example 1

Даний приклад ілюструє деформацію стрижня вуглецевої сталі з пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою шляхом холодного протягування згідно з даним винаходом до 9990 обтискання за площиною поперечного перерізу.This example illustrates the deformation of a carbon steel rod with a packet lath martensitic-austenitic microstructure by cold drawing according to the present invention to 9990 crimping along the cross-sectional plane.

Експеримент у відповідності з даним прикладом був проведений зі стальним стрижнем діаметром бмм, до 7/0 бкладу якого входили вуглець 0,195 (мас), кремній 2,095 (мас), хром 0,595 (мас), марганець 0,595 (мас.) і решта - залізо, а мікроструктура складалася із зерен діаметром, приблизно, 5Омкм, кожне з яких складалося із рейок мартенситу завтовшки, приблизно, 100нм, що чергувалися з тонкими плівками аустеніту завтовшки, приблизно, 10нм, без феритної фази, а кожне зерно, крім того, оточувалося аустенітною оболонкою завтовшки, приблизно, 1О0нм. Стрижень був виготовлений методом, описаним у сумісно поданій |заявці на патент США сер. 75 Мео10/017,879 від 14 грудня 2001р.).The experiment in accordance with this example was carried out with a steel rod with a diameter of mm, the 7/0 composition of which included carbon 0.195 (mass), silicon 2.095 (mass), chromium 0.595 (mass), manganese 0.595 (mass) and the rest - iron, and the microstructure consisted of grains with a diameter of about 5μm, each of which consisted of martensite laths about 100nm thick, alternating with thin films of austenite about 10nm thick, without a ferrite phase, and each grain, in addition, was surrounded by an austenite shell approximately 100 nm thick. The rod was manufactured by the method described in jointly filed US patent application Ser. 75 Meo10/017,879 dated December 14, 2001).

Стальний стрижень, який не мав покриття, очистили і змастили, після чого піддали холодному протягуванню через змащені матриці за 15 проходів при температурі 259 до діаметра 0,0095 дюйма (0,024см). При остаточному діаметрі дроту 0,0105 дюйма (0,027см), який був отриманий внаслідок загального 9995 обтискання за площиною поперечного перерізу, дріт мав міцність щодо розтягання 390 кілофунт-сила/кв.дюйм (2690МПа). 20 Приклад 2The uncoated steel rod was cleaned and lubricated, then cold drawn through lubricated dies for 15 passes at 259 to a diameter of 0.0095 inch (0.024 cm). At a final wire diameter of 0.0105 inch (0.027 cm), which was obtained from a total of 9995 crimps in the plane of the cross-section, the wire had a tensile strength of 390 psi (2690 MPa). 20 Example 2

У даному прикладі подана інша ілюстрація холодного протягування стрижнів із вуглецевої сталі з пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою у відповідності з даним винаходом. У цьому прикладі використовувалися два різні сплави -Ге/8С/0,05С і Ре/251/0,1С - з мікроструктурою, що складалася із зерен діаметром, приблизно, ХОмкм, де кожне зерно складалося із рейок мартенситу завтовшки, приблизно, с 25 5Онм, що чергувалися з тонкими плівками аустеніту завтовшки, приблизно, 1Онм, і не містило значної кількості феритної фази. При цьому кожне зерно було оточене аустенітною оболонкою завтовшки, приблизно, 1Онм. оIn this example, another illustration of cold drawing of carbon steel rods with a packet lath martensitic-austenitic microstructure in accordance with the present invention is presented. In this example, two different alloys were used - Ge/8С/0.05С and Re/251/0.1С - with a microstructure consisting of grains with a diameter of approximately Х0μm, where each grain consisted of martensite laths approximately 25 cm thick. 5 Ohm, alternating with thin films of austenite, approximately 1 Ohm thick, and did not contain a significant amount of ferrite phase. At the same time, each grain was surrounded by an austenite shell with a thickness of approximately 1 Ohm. at

Зазначені стальні стрижні діаметром бмм очистили і змастили на поверхні, після цього піддали холодному протягуванню через змащені матриці шляхом послідовних проходів при температурі 25 «С. Застосований при цьому протокол протягування для сплаву ГРе/8Сі/0,05С наведений у Таблиці І. Аналогічний протокол Ге») 30 використовувався для сплаву ГРе/251/0,1С. У даній таблиці А , означає початковий діаметр стрижня, а А - діаметр стрижня після кожного проходу. о «в) й пакетно-рейчастою мартенситною мікроструктурою практично без фериту со й проходу |мм Іп(А/Ао) до о печатювий бою 00011111110000111110000 11111111 « ю З -The specified steel rods with a diameter of mm were cleaned and lubricated on the surface, after which they were subjected to cold drawing through lubricated matrices by successive passes at a temperature of 25 °C. The broaching protocol used for the alloy ГРе/8Си/0.05С is given in Table I. A similar protocol Ге») 30 was used for the alloy ГРе/251/0.1С. In this table, A means the initial diameter of the rod, and A is the diameter of the rod after each pass. o "c) and packet-rail martensitic microstructure practically without ferrite so and passage |mm Ip(A/Ao) to o seal battle 00011111110000111110000 11111111 " ю Z -

І» 64111611And" 64111611

Міцність щодо розтягання виміряли на вихідному стрижні і після кожного проходу, а по отримуваних (ав) результатах будували графіки залежності від істинної загальної деформації, подані на Фіг.2, де квадрати о відповідають сплаву Ре/8С/0,05С, а ромби - сплаву Ре/251/0,1С. На цих графіках можна бачити, що міцність щодо розтягання обох сплавів досягає, приблизно, 2000МПа наприкінці процесу протягування із загальним (ав) 50 обтисканням за площею поперечного перерізу 9790. с Приклад ЗTensile strength was measured on the original rod and after each pass, and based on the obtained (a) results, graphs of the dependence on the true total deformation were constructed, shown in Fig. 2, where the squares o correspond to the Re/8C/0.05C alloy, and the diamonds to the alloy Re/251/0.1С. It can be seen from these graphs that the tensile strength of both alloys reaches approximately 2000 MPa at the end of the drawing process with a total (α) 50 crimp over a cross-sectional area of 9790. s Example C

Даний приклад ілюструє процес холодної деформації у відповідності з винаходом при використанні стрижнів із вуглецевої сталі з пакетно-рейчастою мартенситно-аустенітною мікроструктурою, що містила третю фазу у вигляді кристалів фериту (в додаток до рейок мартенситу і тонких плівок аустеніту, тобто у трифазній 59 мікроструктурі).This example illustrates the process of cold deformation in accordance with the invention when using carbon steel rods with a packet-band martensite-austenite microstructure, which contained a third phase in the form of ferrite crystals (in addition to martensite rails and thin films of austenite, i.e. in a three-phase 59 microstructure) .

ГФ) У цьому прикладі проводили деформацію сталі Ре/251/0,1С з мікроструктурою, що складалася із фериту, 7 сплавленого з пакетно-рейчастими зернами, подібними описаним вище в Прикладах 1 і 2, що містили мартенситні рейки, які чергувалися з тонкими плівками аустеніту, а зерна були оточені аустенітною оболонкою.ГФ) In this example, the deformation of Re/251/0.1C steel with a microstructure consisting of ferrite 7 alloyed with packet lath grains, similar to those described above in Examples 1 and 2, containing martensitic laths alternating with thin films, was carried out austenite, and the grains were surrounded by an austenite shell.

Стрижні були виготовлені методом, описаним Гу заявці на патент США Мо10/017,847, поданій 14 грудня 2001р.|, бо при використанні температури повторного нагріву 9502 для досягнення вмісту фериту 7095 від об'єму мікроструктури. Початковий діаметр стрижня складав 0,220 дюйма (5,55Омм), а холодна деформація здійснювалася шляхом протягування цих стрижнів через змащені конічні матриці при температурі 25 С за 15 проходів з обтисканням, приблизно, 3695 за прохід до кінцевого діаметра 0,037 дюйма (0,94мм). 65 Застосований у цьому прикладі протокол протягування наведений у Таблиці ІІ, де А 5 позначає початковий діаметр стрижня, А - діаметр стрижня після кожного проходу.The rods were produced by the method described in US Patent Application No. 10/017,847, filed December 14, 2001, because using a reheat temperature of 9502 to achieve a ferrite content of 7095 per microstructure volume. The initial diameter of the rod was 0.220 in. (5.55 Ω) and cold working was done by drawing these rods through lubricated taper dies at 25 C in 15 passes with a crimp of approximately 3695 per pass to a final diameter of 0.037 in. (0.94 mm). 65 The stretching protocol used in this example is given in Table II, where A 5 denotes the initial diameter of the rod, A is the diameter of the rod after each pass.

: проходу |мм Іп(А/Аб) о до ечатовию бою 00000000 а юю вм шо 00803811 вж яз: passage |mm Ip(A/Ab) o to echatovyyu battle 00000000 a yuyu vm sho 00803811 vzh yaz

Міцність щодо розтягання остаточного дроту становила 2760МПа (400 кілофунт-сила/кв.дюйм). счThe tensile strength of the final wire was 2760 MPa (400 psi). high school

Приклад 4Example 4

Даний приклад являє собою ще одну ілюстрацію холодної деформації стрижнів із вуглецевої сталі, і) мікроструктура яких складалася із пакетно-рейчастих мартенситно-аустенітних і феритних кристалів у відповідності з даним винаходом.This example is another illustration of the cold deformation of carbon steel rods, i) the microstructure of which consisted of packet lath martensitic-austenitic and ferritic crystals in accordance with the present invention.

Холодній деформації піддавали круглий стрижень зі сталі Ре/251/0,1С, як у Прикладі 3, з мікроструктурою, Ге! зо що складалася із фериту, сплавленого з пакетно-рейчастими зернами, подібними описаним вище в Прикладах 1 і 2, що містили мартенситні рейки, які чергувалися з тонкими плівками аустеніту, і були оточені аустенітною о оболонкою. Стрижень зазначеного складу був виготовлений за допомогою загального методу, описаного |в су заявці на патент США Мо10/017,847, поданій 14 грудня 2001р.. У даному випадку стрижень спочатку був підданий гарячій прокатці до діаметра 0,25 дюйма (6,35мм), а потім нагрітий до 11502 і витриманий при цій оA round rod made of Re/251/0.1C steel was subjected to cold deformation, as in Example 3, with a microstructure, Ge! which consisted of ferrite alloyed with packet lath grains, similar to those described above in Examples 1 and 2, containing martensitic laths alternating with thin films of austenite, and surrounded by an austenitic shell. A rod of the specified composition was produced using the general method described in US patent application No. 10/017,847, filed December 14, 2001. In this case, the rod was first hot rolled to a diameter of 0.25 inches (6.35 mm), and then heated to 11502 and kept at this temperature

Зз5 температурі протягом, приблизно, ЗО хвилин для аустенізації складу, а після цього загартований у льодяному Ге) сольовому розчині для перетворення аустеніту на практично 10095-й мартенсит, після чого стрижень знову швидко нагріли для перетворення його структури на, приблизно, 7095 фериту і 3095 аустеніту. Далі стрижень загартували у льодяному сольовому розчині для перетворення аустеніту на пакетно-рейчасту мартенситно-аустенітну структуру. Після цього стрижень піддали холодному протягуванню за 7 проходів з 3590 « Ообтисканням за прохід до остаточного діаметра 0,055 дюйма (1,4Омм) і в результаті цього набув міцності щодо с розтягання 1875МПа (272 кілофунт-сила/кв.дюйм). У паралельному експерименті стрижень такого самого й складу, підданий аналогічній початковій обробці, був підданий холодному протягуванню за 13 проходів з 3595 «» обтисканням за прохід до остаточного діаметра 0,015 дюйма (0,37мм), набувши в результаті міцність щодо розтягання 2480МПа (360 кілофунт-сила/кв.дюйм).335 temperature for approximately 30 minutes to austenize the composition, and then quenched in an ice-cold Ge) salt solution to transform the austenite into practically 10095 martensite, after which the rod was again rapidly heated to transform its structure into approximately 7095 ferrite and 3095 austenite Next, the rod was quenched in an ice-cold salt solution to transform austenite into a martensitic-austenitic packet-striped structure. The rod was then cold drawn in 7 passes of 3590" crimps per pass to a final diameter of 0.055" (1.4 Ω) resulting in a tensile strength of 1875 MPa (272 psi). In a parallel experiment, a rod of the same composition, given a similar initial treatment, was cold drawn in 13 passes with 3595 "" crimps per pass to a final diameter of 0.015 in. (0.37 mm), resulting in a tensile strength of 2480 MPa (360 kilolb- force/sq.in).

Приклад 5 о Даний приклад є ще однією ілюстрацією процесу холодної деформації стрижнів із вуглецевої сталі, мікроструктура яких складалася із пакетно-рейчастих мартенситно-аустенітних і феритних кристалів у - відповідності з даним винаходом, де демонструється ефект варіювання відносних кількостей пакетно-рейчастого о мартенсит-аустеніту і фериту.Example 5 o This example is another illustration of the process of cold deformation of carbon steel rods, the microstructure of which consisted of lath martensite-austenitic and ferritic crystals in accordance with the present invention, where the effect of varying the relative amounts of lath martensite o martensite-austenite is demonstrated and ferrite.

Об'єктом експерименту була легована сталь ГРе/251/0,1С, як у Прикладах 3 і 4, а стрижні були виготовлені о так, як описано в Прикладі 4, при використанні різних температур повторного нагріву, що давали різні рівніThe object of the experiment was alloyed steel ГРе/251/0.1С, as in Examples 3 and 4, and the rods were made as described in Example 4, using different reheating temperatures, which gave different levels

Ге) вмісту фериту - 095, 56905, 6690 і 7590, котрі відповідали вмісту пакетно-рейчастої мартенситно-аустенітної фази - 10095, 4495, 3595 і 2595 за об'ємом. Усі чотири мікроструктури піддавали протягуванню згідно з протоколом, аналогічним наведеному в Таблиці ІІ, а отримувані в результаті величини міцності щодо розтягання подані у формі графіків залежності від істинної загальної деформації на Фіг.1, де квадрати відповідають сплаву зі 10090 пакетно-рейчастою структурою, трикутники відповідають сплаву із 4495 пакетно-рейчастою структурою, кружки іФ) відповідають сплаву із 3495 пакетно-рейчастою структурою, ромби - сплаву з 2595 пакетно-рейчастою ко структурою. На цих графіках можна бачити, що всі чотири мікроструктури мали міцність щодо розтягання суттєво вищу 2000МПа, а ті, в яких пакетно-рейчаста мартенситно-аустенітна частина структури перевищувала 2590, бо демонстрували величини міцності щодо розтягання, вищі, ніж мікроструктура, в якій пакетно-рейчаста частина становила 2590.Ge) of the ferrite content - 095, 56905, 6690 and 7590, which corresponded to the content of the packet-striped martensitic-austenite phase - 10095, 4495, 3595 and 2595 by volume. All four microstructures were drawn according to a protocol similar to that given in Table II, and the resulting tensile strength values are presented in the form of graphs of true total strain in Fig. 1, where the squares correspond to the alloy with a 10090 packet-rail structure, the triangles correspond to alloy with a 4495 packet-rail structure, circles and F) correspond to an alloy with a 3495 packet-rail structure, diamonds - an alloy with a 2595 packet-rail structure. It can be seen on these graphs that all four microstructures had a tensile strength significantly higher than 2000MPa, and those in which the batch-banded martensitic-austenitic part of the structure exceeded 2590, because they demonstrated values of tensile strength higher than the microstructure in which the batch- the rail part was 2590.

Усе вищевикладене має передусім ілюстративне спрямування. Цілком зрозуміло, що вміст даного опису не виключає інших можливих варіантів різноманітних параметрів складу сталей, а також процесів і умов їх обробки, що не суперечать ідеї та новизні даного винаходу. Такі варіанти та модифікації можуть бути легко здійсненні 65 фахівцями в даній галузі і також охоплюються об'ємом винаходу.All of the above is primarily illustrative. It is quite clear that the content of this description does not exclude other possible variants of various parameters of the composition of steels, as well as processes and conditions of their processing, which do not contradict the idea and novelty of this invention. Such variations and modifications can be readily implemented by those skilled in the art and are also within the scope of the invention.

Claims (19)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Процес виготовлення високоміцної, високопластичної легованої вуглецевої сталі, який включає: 2 (а) створення легованої вуглецевої сталі, що має мікроструктуру, яка складається із рейок мартенситу, котрі чергуються з плівками залишкового аустеніту, і (Б) деформацію зазначеної легованої вуглецевої сталі в холодному стані з обтисканням, достатнім для досягнення міцності щодо розтягання, принаймні приблизно 1035 МПа.1. A process for making a high-strength, high-ductility alloy carbon steel, which includes: 2 (a) creating an alloy carbon steel having a microstructure consisting of laths of martensite alternating with films of retained austenite, and (B) deforming said alloy carbon steel in in the cold state with a crimp sufficient to achieve a tensile strength of at least about 1035 MPa. 2. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (б) включає деформацію в холодному стані зазначеної 70 легованої вуглецевої сталі з обтисканням, достатнім для досягнення міцності щодо розтягання, приблизно від 1035 до 3450 МПа.2. The process of claim 1, wherein step (b) includes cold forming said 70 alloy carbon steel with a crimp sufficient to achieve a tensile strength of approximately 1035 to 3450 MPa. 3. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (Б) включає деформацію в холодному стані зазначеної легованої вуглецевої сталі з обтисканням за площею поперечного перерізу принаймні 20 95 за прохід.3. The process of claim 1, wherein step (B) includes cold forming said alloyed carbon steel with a cross-sectional area crimp of at least 20 95 per pass. 4. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (б) включає деформацію в холодному стані зазначеної 72 легованої вуглецевої сталі з обтисканням за площею поперечного перерізу принаймні 25 95 за прохід.4. The process of claim 1, wherein step (b) includes cold forming said 72 alloyed carbon steel with a cross-sectional area crimp of at least 25 95 per pass. 5. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (Б) включає деформацію в холодному стані зазначеної легованої вуглецевої сталі з обтисканням за площею поперечного перерізу приблизно від 25 95 до 50 95 за прохід.5. The process of claim 1, wherein step (B) includes cold forming said alloy carbon steel with a cross-sectional area crimp of approximately 25 95 to 50 95 per pass. 6. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (б) включає деформацію в холодному стані у декілька проходів без термообробки між проходами.6. The process according to claim 1, which differs in that stage (b) includes deformation in the cold state in several passes without heat treatment between passes. 7. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадію (Б) виконують при температурі не вище ніж приблизно 100 26.7. The process according to claim 1, which differs in that stage (B) is performed at a temperature not higher than about 100 26. 8. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадію (Б) виконують при навколишній температурі в межах приблизно 25 26. с8. The process according to claim 1, which differs in that stage (B) is performed at an ambient temperature within the range of approximately 25 26. s 9. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що зазначена легована вуглецева сталь має форму стрижня або (3 дроту, а на стадії (р) проводять протягування цієї легованої вуглецевої сталі через матрицю.9. The process according to claim 1, which differs in that said alloyed carbon steel has the form of a rod or (3) wire, and in stage (p) this alloyed carbon steel is drawn through a matrix. 10. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що зазначена легована вуглецева сталь має форму листа, а на стадії (б) проводять прокатування цієї легованої вуглецевої сталі. зо 10. The process according to claim 1, which differs in that said alloyed carbon steel has the form of a sheet, and in stage (b) rolling of this alloyed carbon steel is carried out. zo 11. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (а) включає: Ф () створення легованої вуглецевої сталі такого складу, при якому температура початку мартенситного (ав) переходу дорівнює принаймні приблизно ЗО00 2С, о (і) нагрівання зазначеного складу легованої вуглецевої сталі до температури, достатньо високої для того, щоб викликати її аустенізацію і створити гомогенну аустенітну фазу з усіма легуючими елементами у стані «(2 зв твердого розчину, і со (її) охолодження зазначеної гомогенної аустенітної фази через інтервал мартенситного переходу зі швидкістю, достатньо високою для утворення зазначеної мікроструктури, практично уникаючи утворення карбіду на межах поділу між зазначеними рейками мартенситу і плівками залишкового аустеніту.11. The process according to claim 1, which is characterized by the fact that stage (a) includes: Ф () creation of alloyed carbon steel of such a composition at which the temperature of the beginning of the martensitic (а) transition is at least approximately ЗО00 2С, and (i) heating of the specified composition of alloyed carbon steel to a temperature high enough to cause its austenization and create a homogeneous austenitic phase with all alloying elements in the state of "(2 zv of solid solution, and so (its) cooling of the specified homogeneous austenitic phase through the interval of the martensitic transition at a rate, high enough for the formation of the specified microstructure, practically avoiding the formation of carbide at the boundaries of the separation between the specified rails of martensite and films of residual austenite. 12. Процес за п. 11, який відрізняється тим, що зазначена легована вуглецева сталь має такий склад, при « 20 якому температура початку мартенситного переходу дорівнює принаймні приблизно 350 2б. -в с 12. The process according to claim 11, characterized in that said alloyed carbon steel has a composition at which the martensitic transition onset temperature is at least approximately 350°C. - in the village 13. Процес за п. 11, який відрізняється тим, що зазначені плівки залишкового аустеніту мають однорідну орієнтацію. :з» 13. The process according to claim 11, which is characterized in that said residual austenite films have a uniform orientation. :with" 14. Процес за п. 11, який відрізняється тим, що зазначений склад легованої вуглецевої сталі містить залізо і легуючі елементи у кількості: приблизно від 0,04 до 0,12 мас. 95 вуглецю, від О до 11 мас. 95 хрому, від 0 до 2 мас. 95 марганцю і від 0 до 2 мас. 9о кремнію. оо 14. The process according to claim 11, which is characterized by the fact that the specified composition of alloyed carbon steel contains iron and alloying elements in the amount: approximately from 0.04 to 0.12 wt. 95 carbon, from O to 11 wt. 95 chromium, from 0 to 2 wt. 95 of manganese and from 0 to 2 wt. 9o silicon. ooo 15. Процес за п. 11, який відрізняється тим, що температура на стадії (ії) знаходиться в межах приблизно від 800 С до 1150 20. о 15. The process according to claim 11, which is characterized by the fact that the temperature at stage (ii) is in the range from approximately 800 C to 1150 20. o 16. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що стадія (а) включає у себе: о () створення легованої вуглецевої сталі такого складу, при якому температура початку мартенситного переходу дорівнює принаймні приблизно ЗО00 2С, ші (і) нагрівання зазначеного складу легованої вуглецевої сталі до температури, достатньо високої для того, (Че) щоб викликати її аустенізацію і створити гомогенну аустенітну фазу з усіма легуючими елементами у стані твердого розчину, (ії) охолодження зазначеної гомогенної аустенітної фази для перетворення частини цієї аустенітної фази на кристали фериту з утворенням у результаті двофазної мікроструктури, що містить кристали фериту, сплавлені з кристалами аустеніту, і Ф) (ім) охолодження зазначеної двофазної мікроструктури через інтервал мартенситного переходу в умовах, що ко викликають перетворення зазначених кристалів аустеніту на мікроструктуру, що містить рейки мартенситу, які чергуються з плівками залишкового аустеніту. во 16. The process according to claim 1, which is characterized by the fact that stage (a) includes: o () creating an alloyed carbon steel of such a composition, at which the temperature of the beginning of the martensitic transition is equal to at least approximately ЗО00 2С, and (i) heating the indicated composition of the alloy carbon steel to a temperature high enough to (Che) cause it to austenize and create a homogeneous austenitic phase with all alloying elements in solid solution, (iii) cooling said homogeneous austenitic phase to transform a portion of this austenitic phase into ferrite crystals with the formation as a result of a two-phase microstructure containing ferrite crystals fused with austenite crystals, and F) (im) cooling of the specified two-phase microstructure through the interval of the martensitic transition under conditions that cause the transformation of the specified austenite crystals into a microstructure containing martensite rails alternating with films of residual austenite. in 17. Процес за п. 16, який відрізняється тим, що стадія (ії) включає у себе охолодження зазначеної гомогенної аустенітної фази до температури приблизно від 800 С до 1000 ес.17. The process according to claim 16, which is characterized in that the stage (ii) includes cooling the specified homogeneous austenite phase to a temperature of approximately 800 C to 1000 es. 18. Процес за п. 16, який відрізняється тим, що стадія (ії) включає у себе нагрівання зазначеного складу легованої вуглецевої сталі до температури в межах приблизно від 10502 до 11702С, а стадія (ії) включає у себе охолодження цієї гомогенної аустенітної фази до температури приблизно від 800 С до 1000 ес. бБ 18. The process according to claim 16, characterized in that step (ii) includes heating said composition of alloyed carbon steel to a temperature in the range of about 10502 to 11702C, and step (ii) includes cooling this homogeneous austenite phase to a temperature approximately from 800 C to 1000 es. BB 19. Процес за п. 16, який відрізняється тим, що зазначений склад легованої вуглецевої сталі містить залізо і легуючі елементи у кількості: приблизно від 0,02 до 0,14 мас. 95 вуглецю, від 0 до 1,5 мас. 95 марганцю, від19. The process according to claim 16, which is characterized by the fact that the specified composition of alloyed carbon steel contains iron and alloying elements in the amount: approximately from 0.02 to 0.14 wt. 95 carbon, from 0 to 1.5 wt. 95 manganese, from
UAA200505981A 2002-11-19 2003-11-18 Process for production of high-test, high-plastic alloyed carbonaceous steel UA80009C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US42783002P 2002-11-19 2002-11-19
PCT/US2003/036875 WO2004046400A1 (en) 2002-11-19 2003-11-18 Cold-worked steels with packet-lath martensite/austenite microstructure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA80009C2 true UA80009C2 (en) 2007-08-10

Family

ID=35707219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA200505981A UA80009C2 (en) 2002-11-19 2003-11-18 Process for production of high-test, high-plastic alloyed carbonaceous steel

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN100342038C (en)
UA (1) UA80009C2 (en)
ZA (1) ZA200503080B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103966417B (en) * 2013-01-31 2016-04-20 张家港市骏马钢帘线有限公司 A kind of processing method improving ultra-fine high-carbon steel wire surface quality and drawing property
FR3013737B1 (en) * 2013-11-22 2016-01-01 Michelin & Cie HIGH TREFILITY STEEL WIRE COMPRISING A MASS CARBON RATE OF BETWEEN 0.05% INCLUDED AND 0.4% EXCLUDED
CN104561830B (en) * 2015-01-05 2017-06-13 张建利 A kind of adjustable austenite martensite two-phase clad steel of thermal coefficient of expansion and preparation method thereof
PL3585916T3 (en) * 2017-02-27 2021-05-04 Nucor Corporation Thermal cycling for austenite grain refinement
CN110964892B (en) * 2018-09-27 2022-02-15 西门子股份公司 Method for balancing strength and ductility of metal material
CN115074637B (en) * 2022-06-25 2023-04-28 上海交通大学 Ultra-high-strength high-toughness ultra-fine tissue low-carbon low-alloy steel and preparation method thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4170499A (en) * 1977-08-24 1979-10-09 The Regents Of The University Of California Method of making high strength, tough alloy steel
US4170497A (en) * 1977-08-24 1979-10-09 The Regents Of The University Of California High strength, tough alloy steel
US4613385A (en) * 1984-08-06 1986-09-23 Regents Of The University Of California High strength, low carbon, dual phase steel rods and wires and process for making same
US4619714A (en) * 1984-08-06 1986-10-28 The Regents Of The University Of California Controlled rolling process for dual phase steels and application to rod, wire, sheet and other shapes
US4671827A (en) * 1985-10-11 1987-06-09 Advanced Materials And Design Corp. Method of forming high-strength, tough, corrosion-resistant steel
US6159312A (en) * 1997-12-19 2000-12-12 Exxonmobil Upstream Research Company Ultra-high strength triple phase steels with excellent cryogenic temperature toughness
KR100493671B1 (en) * 1998-09-10 2005-08-31 한국타이어 주식회사 Steel Cords for Radial Tires
RU2232196C2 (en) * 1999-07-12 2004-07-10 ММФИкс СТИЛ КОРПОРЕЙШН ОФ АМЕРИКА Method for producing of high-strength corrosion-resistant ductile carbon alloy steel and product obtained by method

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200503080B (en) 2006-08-30
CN100342038C (en) 2007-10-10
CN1711363A (en) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU590212B2 (en) Controlled rolling process for dual phase steels and application to rod, wire, sheet and other shapes
US20080236709A1 (en) Cold-worked steels with packet-lath martensite/austenite microstructure
EP0058016B1 (en) Process for producing steel wire or rods of high ductility and strength
JP2006506534A5 (en)
US4604146A (en) Process for manufacturing high tensile steel wire
EP2883974B1 (en) Wire rod having good strength and ductility and method for producing same
ZA200503080B (en) Cold-worked steels with packet-lath martensite/austenite microstructure
CN1718770A (en) Post rolling fast cooling-production technology of high strength ribbed reinforced bar
JPH09137222A (en) Production of steel for high strength and low yield ratio reinforcing bar
JP2687841B2 (en) Low yield ratio high strength steel pipe manufacturing method
JP2000144320A (en) Deformed bar steel for reinforcing bar and its production
KR100384629B1 (en) A high strength wire-rod having superior wire drawability and a method therefor
JPH09125143A (en) Production of reinforcing steel product having high strength and low yield ratio
JPH09165620A (en) Production of building use thick fire resistant steel tube low in yield ratio
JP2000119807A (en) Deformed reinforcing bar and its manufacture
JPH0328351A (en) High ductility pc steel stock and its production
KR100435460B1 (en) A method for manufacturing steel wire for steel cord
KR100946046B1 (en) Manufacturing of fine-grained low-carbon ferritic steels
JPS6056017A (en) Production of thick steel plate having excellent low- temperature toughness
JPH0941035A (en) Production of low yield ratio hot rolled steel sheet excellent in toughness
JPH0689396B2 (en) Method for manufacturing thin T-bar
JP2000129394A (en) Reinforcing deformed bar and its manufacture
KR100946047B1 (en) Manufacturing of high-strength ultrafine grained steels with high toughness using Strain Induced Dynamic Transformations
JPS6043892B2 (en) High tensile strength wire manufacturing method
JPS62500247A (en) Controlled rolling process of binary phase steel and its application to bars, wires, sheets and other shapes