Способ изготовления высокопрочных оболочек из малоуглеродистых сталей Советский патент 1983 года по МПК C21D1/78 C21D9/08 

to ю

00

00 Изобретение относится к прокатно му производству и может быть испол эовано при изготовлении ответственных деталей, э; сплуатируемых в усло виях динамических нагрузок и пониженных температур, В современном машиностроении для изготовления ответственных корпусных деталей, работающих при температурах минус 40-50°С и претерпевающих большие ударные нагрузки, применяют как в нашей стране, так и за рубежом легированные стали с повышенным содержанием никеля, мар ганца, алюминия, а также добавками ванадия, ниобия и других легирующих элементов; в СССР, например, стали типа ЗОН5М, 38ХНМ, 101НА. и др. в . США - стали ASTMA, в Англии - Duсо1 W 27 и др.При использовании этих сталей в производстве высокопрочных оболочек необходимые физико-механические свойства обеспечивают путем термообработки готовых деталей. Известен способ изготовления полых заготовок с пониженным порогом хладоломкостииз подшипниковых сталей ШХ-15, заключающийся в том, что заготовки подвергают закалке и отпуску по известлым в практике режимам для среднелегированныхсталей затем подвергают деформации по схеме, применяемой для пильгерстанов, с обжатием 60-90. После прокатки проводят рекристаллизационный отжиг .при 650-680°С СП. Однако применение легированных сталей в массовом производстве оболочек удорожает их стоимость и требует большого расхода дефицитных ле гирующих элементов, а режим указанного способа не позволяет использовать дешевые нелегированные стали для изготовления оболочек с временным сопротивлением разрыву более 75 кгс/мм, гарантированной ударной вязкостью металла в нагартованном состоянии при температуре минус , не менее 2,0 кгс м/см и относительным удлинением.не менее 10. Широкие пределы режимов предварительной термической обработки и степеней деформации, финишная.тер мическая обработка не обеспечивают требуемых физико-механический свойс и их стабильность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления холоднокатанных труб, включающий горячую пластическую деформацию, закалку и отпуск, холодную пласЛ|ческую деформацию Г . Указанный способ позволяет получать полые изделия из малоуглеродистых сталей с повышенной-ударной вязкостью, и пониженным порогом хладеломкости, но не обеспечивает необходимых прочностных свойств. Цель изобретения - получение из малоуглеродистой стали оболочек с пределом прочности не ниже 736 МПа и гарантированной ударной вязкостью поперек направления проката ie ме. нее 0,2 КДж/м при минус Для достижения поставленной цели согласно способу изготовления высокопрочных оболочек из малоуглеродистых сталей, включающему горячую деформацию, закалку, отпуск и холодную прокатку, нагрев под закалку производят до 950-1050°С с выдержкой 1,5-2jO мин отпуск проводят при 680-710°С в течение 3-5 мин, холодную прокатку ведут редуцированием со степенью и обжатИем по стен ке 50-55%. Нагрев под закалку и отпуск производят непрерывно-последовательным индукционным методом. Снижение температуры закалки ниже 950 С или уменьшение времени нагрева под закалку менее 1,5 мин приводит к неполной аустенизации, а увевыше 1050°С или. личение температуры увеличение продолжительности нагрева - к нежелательному росту зерна. Повышение температуры отпуска вые 710°С может привести к образованию ретичного цементита, что понижает дарную вязкость. Отпуск при темпе- атуре ниже 680С не обеспечивает еобходимой пласгтичности. Продолжительность выдержки при отпуске более 5 мин и менее 3 мин приводит к значительному разбросу механических свойств. Суммарная степень деформации больше 75% увеличивает полосчатость структуры, а меньшая - не обеспечивает необходимой прочности изделия. Пример. Изготавливают оболочки из ст. 10 размером 122x6 мм. Заготовкой служит горячекатанная тру-, ба размером мм по ТУ1|-159 9«75. . Закалка и отпуск осуществляются на установке, оборудованной на базе

печи ОКБ-855 по режимам: закалка с 1050°С, выдержка 2 мин, охлаждение водой из сирейера, отпуск при 710 С 5 мин. Скорость движения трубы 0,5 м/мин.

Холодную прокатку осуществляют на стане ХПТ-250: свободное редуцирование без оправки со степенью де10272384

формации 30%, редуцирование на конической оправке со степенью деформации 20% по диаметру и 55% по стенке.

После прокатки на трубах определяют механические свойства, которые приведены в таблице.

1 .СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКО ПРОЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий горячу|§ деформацию, эакалку, отпуск и холодную прокатку, отличающийс я тем, что., с целью получения оболочек с пределом прочности не ниже 736 МПа и ударной вязкостью поперек направления прокатки не менее 0,2 КДж/м при минус О С, нагрев под закалку проводят до 950-1050 С с выдержкой 1,5-2,0 мин, отпуск проводят при 680-710 С в течение 35 мин холодную прокатку ведут редуцированием со степнью 15-20 и обжатием по стенке 50-55. 2. Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что нагрев под закалку и отпуск производят непрерывно-последовательным индукционным методом. . . .

736-80 11,0-13,5 0,33-0,55

Микроструктура образцов ; вырезанных из труб, состоит из мелких деформированных зерен феррита и пер лита. Перлит глобулярный,расположен равномерно, полосчатость соответствует баллу 1. От каждой партии труб отбирают патрубки длиной по 600 мм которые испытывают при температуре

минус 50°С с трехкратным бросанием на бетонное основание с 1,5-метровой высрты. Все детали выдержали испытаниё.

Предел прочности труб, изготовленных по известному способу составлял всегр 353-М 2 МПа. 0,33-0,67 0,25-0,5 0,25гО,