Способ механико-термической обработки малоуглеродистых сталей Советский патент 1988 года по МПК C21D8/00 

ОС

о:

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам упрочняющей обработки проката из малоуглеродистых сталей.

Целью изобретения является повышение прочности и термической устойчивости упрочнения.

Сочетание термического упрочнения и холодной деформации формирует в стали четкую ячеистую дислокационную структуру со сравнительно равномерны распределением избытка дислокаций одного знака. Последующая циклическая деформация знакопеременным изгибом в количестве 10-15 циклов создает условия для выравнивания напряженного и деформированного состояния по объему изделия.

Циклическая деформация в количест ве менее 10 циклов не обеспечивает достаточного упрочнения.

Циклическая деформация более 15 циклов приводит к резкому падению прочности, а с увеличением количест- ва циклов - к интенсивному разупрочнению металла, хотя твердость не падает ниже твердости стали, не подвергнутой циклической обработке.

Последеформационный отпуск при 550-600 С длительностью 1-10 мин увеличивает термическую стабильность упрочнения, что выражается в сохранении отпущенной сталью уровня прочности, достигнутого в результате тер мического упрочнения с последующей деформацией при комнатной температуг- ре. При отпуске растет абсолютное падение твердости металла, подвергнутого циклической деформации знако- переменным изгибом. В то же время можно утверждать о термической устойчивости упрочнения. Дополнительное упрочнение, вызываемое 10-15 циклами, равноценно использованию даль- нейшей активной деформации на 40-50% с достижением суммарной в 60-75%. Но в стали, подвергнутой нагреву до аустенитного состояния, ускоренному охлаждению и деформации при комнат- ной температуре без циклической деформации, при нагреве в процессе отпуска рекристаллизация проходит настолько интенсивно, что полностью снимает весь эффект упрочнения. В случае дополнительного упрочнения за счет циклической деформации кратковременный (1-5 мин) отпуск при 550-600°С сохраняет эффект упрочнения , достигнутый в результате термического упрочнения и деформации при комнатной температуре, т.е. повышается термическая устойчивость эффекта, упрочнения.

Отпуск ниже не обеспечивает достаточной термической стабильности упрочнения.

Отпуск выше значительно снижает эффект упрочнения.

Время отпуска 1-5 мин является оптимальным. Отсутствие отпуска не обеспечивает необходимой термической стабильности эффекта упрочнения. Отпуск более 5 мин приводит к снижению упрочнения.

Пример. Листовые образцы из стали 20 подвергали нагреву до аустенитного состояния (920-940°С) и последующему охлаждению со скоростью 100 град/с, в подогретом масле. Затем следовала холодная прокатка на стане с суммарным обжатием 20-25%. Циклическую деформацию осуществляли в специальном устройстве путем изгибов плоских образцов вокруг оправки круглого сечения. Последеформацион- ньм отпуск осуществляли при 550 - в -течение 1-5 мин.

Мерой упрочнения служили значения твердости, полученные измерением твердости на приборе ТП-2 (Виккерс) при нагрузке 300 Н (средние значения из 5-10 замеров). За исходный уровень принимали значения твердости в термически упрочненном и холоднодеформиро- ванном состоянии без отпуска.

Результаты измерений приведены в таблице.

Как следует из таблицы, деформация циклическим знакопеременным изгибом, осуществленная после деформации при комнатной температуре, повышает прочность стали (макс 10-15 циклов). Термическая стабильность упрочнения проявляется в том, что В сталях, обработанных по предлагаемому способу, дополнительный кратковременный нагрев (1 мин) до 400-700°С практически не оказывает влияния на значения твердости. При исключении деформации циклическим знакопеременным изгибом кратковременный нагрев вызывает значительное разупрочнение стали.

Использование способа при изготовлении несущих рам сеялок и -других сельскохозяйственных машин обеспечивает повышение прочности и термической стабильности упрочнения рам и экономию металла на 10-15%.

Формула изобретения

1. Способ механико-термической обработки малоуглеродистых сталей, включающий нагрев до аустенитного состояния, охлаждение до комнатной температуры, деформацию при комнатной температуре и последеформацион- ный отпуск при заданной температуре

с последующим охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и термической устойчивости упрочнения, перед отпуском осуществляют дополнительную деформацию циклическим знакопеременным изгибом с количеством циклов 10-15, а отпуск проводят с длительностью 1-5 мин,

2. Способ по П.1, о т л и -ч а ю - щ и и с я тем, что отпуск проводят при 550-600 С.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам упрочняющей обработки проката из малоуглеродистых сталей. Цель - повьше- ние прочности и термической устойчивости упрочнения. После аустенизации, выдержки и охлаждения со скоростью 30-100 град/с проводят деформацию при комнатной температуре со степенью 5-40%, затем проводят деформацию циклическим знакопеременным изгибом с количеством циклов 10-15 и осуществляют отпуск при ЗЗО-бОО С в течение 1-5 мин. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

По прототипу

Предлагаемый способ ТН„Р ЭЗО- С, УОХЛ , холодная прокатка с суммарным обжатием 25%, отпуск

То же, кроме Тотп

То же, кроме ,

Т нс(0 930°С, , холодная прокатка с суммарным обжатием 25%, отпуск 600°С, 5 мин + отпуск 600°С, 1 мин

200

265

252

224