Способ термомеханической обработки мартенситностареющей стали Советский патент 1984 года по МПК C21D6/02 C21D8/00 

to

ф

N)

4::

Изобретение относится к обработке высокопрочных сталей и может быть использовано в машиностроительной, инструментальной и других отраслях промышленности.

Известен способ обработки мартенситно-стареющей стали с 0,03% С, 17,7% N1, 7,8% Со, 4,3% Мо, 1,1%Ti включающий старение при в те чение 3ч, деформацию на 90% и окончательное старение при 450°С в течение 3ч. При такой обработке суммарный прирост предела прочности составляет около 1000 МПа (достиг 2750 МПа), а относительное удлинение уменьшается более чем в 2 раза (с 13 до 6%) 1.

Известен способ обработки мартенсит нестареющей стали, включающий двойную закалку, старение при в течение 3ч, деформацию со степенью обжатия 60% и старение при в течение 3 ч. После упрочнения по указанной схеме получают dp 2400 МПа, 6.. 2360 МПа, 4,3%. 2. °Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является. способ обработки мартенситностареющей стали, включающий нагрев, охлаждение, холодную пластическую деформацию и старение Сз.

Однако данный способ не позволяет повысить прочность материала для снижения его характеристики и пластичности.

Это обусловлено тем, что деформируется материал в малопластичёском состоянии (после старения)и старение его после деформации также связано с дополнительным снижением пластичности. В результате такой обработки достигаемый уровень проч. ности обусловлен степенью обжатия заготовки, а пластичность материала с повышением обжатия резко снижается.

Деформация сталей в состаренном состоянии осуществляется большими удельными усилиями. Более 30% за один переход осуществить невозможно следовательно это многопереходная операция.

Цель изобретения - повышение прочности и пластичности стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки мартенситностареющей стали, включаютему нагрев, охлаждение, холодную пластическую деформацию и старение, перед нагревом производят предварительную холодную пластическую деформацию, а нагрев ведут до 550-700С.

При нагреве сталей до температур более SSOC происходит растворение второй фазы (упрочняющей), коагуляция оставшихся частиц через матрицу за счет растворения более мелких, что сопровождается,разупрочнением

материала. Мартенситный механизм обратного превращения обеспечивает при нагреве наследование у Фазовой дефектов кристаллического старения, созданных в ,ci-фaзe пластической деформацией, в результате чего после указанной термической обработки образуется структурное состояние стали, обеспечивающее высокую пластичность и вязкость материала.Структура деформированной и подвергнутой термической обработке по предлагаемому режиму стали, отличается высокой дисперсностью, в ней тонкие прослойки аустенита разделены участками мартенсита. Деформационному упрочнению (в предлагаемом способе вторая деформация, в известном - первая) подвергается сталь с особой структурой мелкодисперсной и пластичной. В результате обработки по предлагаемому способу достигается значительный эффект в повышении прочности матариала, пластичность же остается без изменений, либо увеличивается. Так,

при обработке стали ЭП 836 по режиму, деформация 60%, нагрев до температуры и охлаждение, повторная деформация со степенью 30% и старение в течение 3-х ч при 50С°С

обеспечивает в стали ЭП 836 в 2400 МПа, 6п 2350 МПа, ,2%, V 53%.

Пример о Проводится термоме ханическая обработка образцов, вырезанных из прутков стали ЭП 836 диаметром 70 мм. Осуществляется холодное гидропрессование материала в исходном состоянии (железо-никелевый мартенсит) со степенью деформации 60%, термическая обработ19а в виде

нагрева образцов до 550-700°С (для каждой температуры отдельные образцы) и охлажд«зния, повторная деформация гидропрессованием со степенью 30% и старение в течение 3-х ч при

500°С.

Для получения сравнительных данных проводится термомеханическая обработка образцов по известному способу: старение при 500-600 С, деформация гидропрессованием со степенью 10 и 30% и старение при 500°С в течение 3ч.

Кроме того, проводится термическая обработка исходного металла по

стандартному режиму.

Контролируются механические свойства при растяжении и твердость. Результаты сведены в таблицу.

Как следует из таблицы, максимальная прочность 2330 МПа при обработке стали ЭП 836 по известному способу получена в случае первого старения при 530°С, но при этом относительное удлинение уменьшается с 10. до 8%. в случае обработки стали по

предлагаемому способу максимальная

прочность без снижения пластичности получена в случае деформации стали ЭП 836 со степенью 60%, нагрева до , повторной деформации I со степенью 30%, старения при и составляет 2400 МПа. При обработке по предлагаемому способу с нагревом деформированного материала до обеспечивается равная с известным способом прочность (2320 МПа) и повышенная пластичность (относительное

удлинение увеличивается с 10 до 11,5%) .

Таким образом, использование способа обработки мартенситностареющей стали обеспечивает по сравнению с существующими возможность повышения прочностных свойств рри сохранении характеристик пластичности,либо повышение пластичности при равной с

существующим способом прочности.

СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ, включающий нагрев, охлаждение, холодную пластическую деформацию, старение, отличающийся тем, что, с целью повьлпения прочности и пластичности стали, перед нагревом производят предварительную холодную пластическую деформацию, а нагрев ведут до 550-700°С. (Л