СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ НЕЛЕГИРОВАННЫХ СПОКОЙНЫХ СТАЛЕЙ Российский патент 2007 года по МПК C21D6/00 

Описание патента на изобретение RU2309184C1

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изменения пластичности низкоуглеродистых спокойных нелегированных сталей.

Известно, что с целью повышения пластичности металлов применяют различные виды отжига (низкий, неполный, рекристаллизационный и др.) [Ю.М.Лахтин. Металловедение и термическая обработка металлов. М., «Металлургия»; А.П.Гуляев, Металловедение. Москва, 1977], при этом отжиг может проводиться в окислительной, защитной или нейтральной атмосферах [Детали из сплавов черных и цветных металлов. Термическая и химико-термическая обработка. Типовые технологические процессы. Р4.054.004-89].

Недостатком отжига в окислительной атмосфере является образование на поверхности деталей окислов и окалины, которые снимаются химическим травлением. При использовании данного способа с повышением степени пластичности материала значительно снижаются его прочностные свойства.

Недостатком отжига в защитной и нейтральной атмосферах являются сложность и трудоемкость проведения операции, уникальность и дороговизна используемого оборудования, значительные затраты на защитные атмосферы. При использовании данного способа с повышением степени пластичности материала также значительно снижаются его прочностные свойства.

Наиболее близким предлагаемому способу является способ обеспечения пластичности материала методом наводороживания с последующим обезводороживанием, описанный в статье В.М.Писковца «Влияние водорода на механические свойства малоуглеродистой стали», опубликованной в журнале «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов в машиностроении» [Сборник докладов 2-го Международного симпозиума (часть II). Харьков: ИПЦ «Контраст», 2001, с.182-183].

В вышеуказанной работе в качестве наводороживающего раствора применяется 10% раствор серной кислоты при температуре 100°С и давлении 5 атм (0,5 МПа). Продолжительность выдержки при этом режиме составляет 15 мин.

Последующее обезводороживание осуществляется одним из двух способов: в вакууме 10-1 мм рт.ст. (13,3 Па) или окислительной атмосфере с выдержкой 60 мин при температуре (190±10)°С.

Основным недостатком данного способа является необходимость использования для получения давления 5 атм (0,5 МПа) специального и сложного оборудования, что повышает стоимость и ограничивает возможность применения данного способа. Так как для получения наводороженного поверхностного слоя используется нагретый раствор серной кислоты, то данный способ следует отнести к операции химического травления, при котором возникает вероятность вытравливания зерен на поверхности контакта металл - жидкость, что пагубно влияет на механические и технологические свойства металлов [Грилихес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. Л.: «Машиностроение» 1983. стр.50-52].

При экспериментальной проработке влияния водорода как внешнего агента, обеспечивающего управляемое воздействие на технологические и механические свойства низкоуглеродистых нелегированных спокойных сталей, водородное воздействие представляло собой насыщение образцов различных марок стали водородом с последующим его удалением.

В книге Грилихеса С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. Л.: Машиностроение, 1983 указывается на возможность насыщения металлов водородом в процессе обезжиривания.

Исходя из вышесказанного, образцы пяти марок низкоуглеродистой нелегированной спокойной стали для насыщения водородом подвергались катодному электрохимическому обезжириванию с применением ванны для гальванических операций. Обезжиривание проводилось в растворе для химического обезжиривания стальных деталей при температуре 80÷90°С. Каждая партия, из 5 штук образцов, подвергалась в интервале от 0 до 120 мин разному по времени обезжириванию.

Обезводороживание всех исследуемых образцов происходило при температуре 190±10°С в течение 2 ч. После обезводороживания проводились испытания каждой исследуемой партии образцов на растяжение прибором типа УМЭ-10 ТМ и измерение их микротвердости микротвердомером типа ПМТ-3. Результаты испытаний усреднялись.

Исследования показали, что, изменяя продолжительность катодного электрохимического обезжиривания, можно менять концентрацию и глубину проникновения атомов водорода в поверхностные слои сталей, изменяя тем самым их механические свойства.

На основе статистической обработки экспериментальных данных были построены графики зависимости показателей пластичности (относительного удлинения δ, %) и прочности (микротвердости Н, m) от продолжительности процесса наводороживания, наводороживания с последующим обезводороживанием и при стандартном процессе низкого отжига при температуре 650°С в течение 15 мин с последующим охлаждением на воздухе. На фиг.1 и 2 представлены эти зависимости для стали 20.

Из графиков (фиг.1 и 2) видно, что при катодном электрохимическом обезжиривании в растворе для химического обезжиривания стальных деталей в течение 90 мин и более при температуре 80-90°С и последующем обезводороживании сталь 20 достигает пластичности, соответствующей пластичности этой же стали в отожженном состоянии. При этом прочность приблизительно на 27% превышает прочность такого же материала в отожженном состоянии. Аналогичные зависимости имеют и другие исследуемые марки сталей.

Технический результат изобретения заключается в упрощении способа повышения пластичности низкоуглеродистых спокойных нелегированных сталей методом водородного воздействия с последующим обезводороживанием при одновременном сохранении их прочностных свойств.

Сущность изобретения заключается в следующем. Повышение пластичности низкоуглеродистых нелегированных спокойных сталей, соответствующее отожженному состоянию, получают путем катодного электрохимического обезжиривания материала (наводороживания) в течение 90-120 мин при температуре 80÷90°С и последующего обезводороживания.

Низкоуглеродистые нелегированные спокойные стали для насыщения водородом подвергаются катодному электрохимическому обезжириванию с применением стандартной ванны для гальванических операций, 90-120 мин при температуре 80÷90°С в растворе для химического обезжиривания стальных деталей и последующему обезводороживанию при температуре 190±10°С в течение 2 ч.

Предлагаемый способ доступен для применения основной массе предприятий и, кроме того, позволяет обеспечить высокое качество поверхности обрабатываемых образцов за счет исключения операции отжига.

Похожие патенты RU2309184C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛЕЙ НИЗКОЙ ТВЕРДОСТИ 2014
  • Егоров Николай Иванович
  • Курсин Олег Анатольевич
  • Полянчиков Юрий Николаевич
  • Полянчикова Мария Юрьевна
  • Кожемякин Иван Федорович
  • Филатов Игорь Сергеевич
RU2571250C1
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ТОНКОЛИСТОВОГО ПРОКАТА МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ 2001
  • Писковец В.М.
RU2229535C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКИХ ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС ПОД МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИЛИ ПОЛИМЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ 2007
  • Божевалев Валерий Юрьевич
  • Файзулина Римма Вафировна
  • Куницын Глеб Александрович
  • Корнилов Владимир Леонидович
  • Молева Ольга Николаевна
  • Богач Дмитрий Иосифович
  • Соханчук Денис Валентинович
  • Гилязетдинов Руслан Наильевич
  • Пилюгина Надежда Ивановна
RU2351661C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1991
  • Бережницкая Мария Филипповна[Ua]
  • Витвицкий Виктор Иванович[Ua]
  • Ткачев Владимир Иванович[Ua]
  • Ковальчук Вячеслав Иосифович[Ua]
  • Гребенюк Станислав Алексеевич[Ua]
RU2083689C1
Способ обработки полосы из низкоуглеродистой стали 1981
  • Левченко Геннадий Васильевич
  • Килиевич Александр Федорович
  • Яценко Александр Иванович
  • Фирсов Петр Афанасьевич
  • Чернов Павел Павлович
  • Первухин Александр Александрович
SU995925A1
РУЛОННЫЙ ПРОКАТ ИЗ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 2023
  • Дергунов Иван Игоревич
  • Милованов Антон Юрьевич
  • Некрасов Иван Александрович
  • Лукин Александр Станиславович
  • Бобылев Михаил Викторович
  • Долгих Юрий Николаевич
  • Белоусов Владислав Александрович
  • Тюленев Евгений Николаевич
  • Ильичев Владимир Станиславович
RU2821636C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА ДЛЯ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ 2016
  • Мишнева Светлана Андреевна
  • Мишнев Петр Александрович
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Смирнов Константин Сергеевич
RU2638477C2
Способ изготовления стальной проволоки 1978
  • Грачев Сергей Владимирович
  • Савельев Вадим Александрович
  • Шейн Анатолий Самуилович
SU703588A1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ 2019
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Никифоров Андрей Александрович
  • Закирова Лилия Ильдусовна
  • Демин Семен Анатольевич
RU2718794C1
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВА НИКЕЛЬ-ЖЕЛЕЗО НА СТАЛЬНЫХ ПОДЛОЖКАХ 2003
  • Милушкин Александр Сергеевич
RU2314366C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 309 184 C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ НЕЛЕГИРОВАННЫХ СПОКОЙНЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изменения пластичности низкоуглеродистых спокойных нелегированных сталей. Способ включает катодное электрохимическое обезжиривание материала - наводороживание в течение 90-120 мин при температуре от 80°С до 90°С и последующее обезводороживание при температуре (190±10)°С в течение двух часов. Технический результат изобретения заключается в упрощении способа при одновременном сохранении прочностных свойств материала. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 309 184 C1

Способ изменения пластичности низкоуглеродистых нелегированных спокойных сталей методом наводороживания с последующим обезводороживанием, отличающийся тем, что наводороживание проводят путем катодного электрохимического обезжиривания материала в течение 90-120 мин при температуре от 80°С до 90°С в растворе для химического обезжиривания стальных деталей, а обезводороживание - при температуре (190±10)°С в течение двух часов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2309184C1

Способ обработки металлов 1975
  • Карпенко Георгий Владимирович
  • Кацов Константин Борисович
  • Литвин Антон Кондратьевич
  • Ткачев Владимир Иванович
SU564052A1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1991
  • Бережницкая Мария Филипповна[Ua]
  • Витвицкий Виктор Иванович[Ua]
  • Ткачев Владимир Иванович[Ua]
  • Ковальчук Вячеслав Иосифович[Ua]
  • Гребенюк Станислав Алексеевич[Ua]
RU2083689C1
Способ обработки металлов 1974
  • Карпенко Георгий Владимирович
  • Кацов Константин Борисович
  • Литвин Антон Кондратьевич
  • Ткачев Владимир Иванович
SU514662A1

RU 2 309 184 C1

Авторы

Симаев Андрей Александрович

Емельянов Артем Михайлович

Говядинов Сергей Александрович

Даты

2007-10-27Публикация

2006-02-20Подача