Способ обработки проката из углеродистых и низколегированных сталей Советский патент 1990 года по МПК C21D8/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке проката из углеродистых и низколегированных сталей, предназначенных для холодной деформации, может быть использовано при производстве тонколистовой стали высококачественной специального назначения, подката для холодной высадки.

Цель изобретения - повышение пластических свойств и характеристик деформационного упрочнения высок опрочно- го проката.

Способ осуществляют следующим образом.

Прокат из углеродистых или низколегированных сталей закаливают на мартенсит, после этого следует отпуск при температурах 500-700°С в течение 0,5-1 ч и охлаждение на воздухе. Далее проводят холодную пластическую

деформацию прокаткой или волочением на величину 30-60%, нагрев до температуры межкритическ.ого интервала (), вьщержку при этой температуре 6-10 мин и охлаждение со ско- ростью выше критической до уемперату- ры 250-300°С далее охлаждение на воздухе .

Выдержка при температурах межкри- тического интервала (A,.J-ACI) в течение 6-10 мин позволяет подучить, из- за перепада концентрации углерода вокруг частиц цементита такое количество аустенита, которого достаточно (при превращении в бейнит) для достижения равнопрочного состояния по сравнению с мартенситной фазой в структуре стали. При этом из-за повышенной (по сравнению с мартенситом) способности бейнита к ластической деформации достигается повьшение плас31588782

тичности и параметров деформационного упрочнения стали.

Вьщержка при температурах межкритического интервала менее 6 мин не обеспечивает достижения требуемой степени растворения карбидной фазы для получения необходимой объемной доли аустенита.

Вьздержка при температурах мёжкри- |g тического интервала (,) более , 10 мин приведет к неоправданно боль- шой объемной доле аустенита. Кроме того, значительное ускорение процессов рекристаллизации при относительно 15 слабом блокировании цементитом и аус- тенитом собирательной рекристаллизации феррита может существенно укрупнить размер зерна, что вместе с повышенной объемной долей аустенита явля- 2о ется причиной снижения пластичности стали.

Осуществление охлаждения со скоростью выше критической до температуры самоотпуска 250-300°С позволяет полу- 25 чить бейнитные участки, окружающие цементитные глобули, расположенные )в стыках границ сверхмелкозернистой, полиэдрической структуры феррита.

относительным удлинением на базе десяти диаметров (S) 26%.

Способность к деформационному упрочнению стали, представленная в виде

Сг

отношения -, составила 0,66, Механические свойства стали нелегированной с 0,48% с, обработанной по предлагаемому способу, превосходит требования, предъявляемые к тонколистовой конструкционной легированной высококачественной стали 25ХГСА (( .500-700 Н/мм 5й 17%).

П р и м е р 2. Листовую сталь толщиной 2,5 мм с содержанием углерода 0,7% закаливали на мартенсит, отпускали при 700°С в течение 0,5 ч, де-. формировали на 60%, нагревали до 735 С, вьщерживали в течение 10 мин, охлаждали со скоростью . до 300 С, далее охлаждали на воздухе. Комплекс свойств после обработки составил: (5т 640 Н/мм , G. 874 Н/мм ,

kл nor f t -

- / 1Ч1-4 , XJ W/ II/ ММ

6,, От/0 5 0,73. Механические свойства нелегированкой с 0,7°/С стали, обработанной по предлагаемому способу, превосходят требования, предъявляемые к тонколистовой конст-------е- --«-i- - v в, як л Vf I 4 IXVJni - 1

Сталь обладает повышенными значениями рукционной легированной высококачестпластических свойств и параметров деформационного упрочнения.

При температурах конца ускоренного охлаящения ниже 250°С не достигается требуемого эффекта самоотпуска мартенсита и сталь обладает высокой проч- ностью, низкими пластичностью и способностью к деформационному упрочнению.

При температурах.конца ускоренного охлаждения выше 300°С наблюдаемый эффект распада мартенситной фазы не позволяет реализовать состояние рав- нопрочности по сравнению с получением ., мартенситной структуры, хотя пластические свойства и характеристики деформационного упрочнения растут.

Пример 1, Листовую сталь толщиной 4 мм содержащую 6,48%.С закаливали на мартенсит и отпускали при в течение 1 ч, деформировали на 50Z, нагревали до , В1едержи- вали в течение 6 мин, охлаждали со скоростью до 250 с, далее следовало охлаждение на воздухе. После обработки сталь обладала свойствами: пределом текучести (3) 480 Н/мм , пределом прочности (СГ) 720 Н/мм,

50

55

венной специального назначения стали 21Х2НВФА (ав 500-750 Н/мм У, 11%) .

П р и м е р 3. Листовую сталь толщиной 2 мм с содержанием углерода 0,54% закаливали на мартенсит, отпус- кйли при в течение 1ч, деформировали на 60%, нагревали до , выдерживали в течение 6 мин, охлаждали со скоростью 380 с/с до температуры 260 С, далее охлаждали на воздухе. Свойства составили: Н/мм , Н/ммг,. Свойства стали с 0,54% С после обработки по предлагаемому способу превосходили требования, предъявляемые к стали ЗОХГСА.

П р и м е р 4. Сталь, содержащую 0,32% углерода, закаливали на мартенсит, отпускали при в течение 1 ч, деформировали волочением на 70%, нагревали до , выдерживали 6 мин, охлаждали со скоростью 380°С/с до 260 С, далее охлаждали на воздухе. Свойства стали после обработки составили: 0 420 Н/мм , Н/мм , , Механические свойства болтов после холодной высадки из подката составили ;С 9 10 Н/ММ2 , Н/мм , ,5% что соответствует требованиям, предъявляемым для болтов, шпшгек.

относительным удлинением на базе десяти диаметров (S) 26%.

Способность к деформационному упрочнению стали, представленная в виде

Сг

отношения -, составила 0,66, Механические свойства стали нелегированной с 0,48% с, обработанной по предлагаемому способу, превосходит требования, предъявляемые к тонколистовой конструкционной легированной высококачественной стали 25ХГСА (( .500-700 Н/мм 5й 17%).

П р и м е р 2. Листовую сталь толщиной 2,5 мм с содержанием углерода 0,7% закаливали на мартенсит, отпускали при 700°С в течение 0,5 ч, де-. формировали на 60%, нагревали до 735 С, вьщерживали в течение 10 мин, охлаждали со скоростью . до 300 С, далее охлаждали на воздухе. Комплекс свойств после обработки составил: (5т 640 Н/мм , G. 874 Н/мм ,

kл nor f t -

- / 1Ч1-4 , XJ W/ II/ ММ

6,, От/0 5 0,73. Механические свойства нелегированкой с 0,7°/С стали, обработанной по предлагаемому способу, превосходят требования, предъявляемые к тонколистовой консте- --«-i- - v в, як л Vf I 4 IXVJni - 1

рукционной легированной высококачест рукционной легированной высококачест

.,

50

5

венной специального назначения стали 21Х2НВФА (ав 500-750 Н/мм У, 11%) .

П р и м е р 3. Листовую сталь толщиной 2 мм с содержанием углерода 0,54% закаливали на мартенсит, отпус- кйли при в течение 1ч, деформировали на 60%, нагревали до , выдерживали в течение 6 мин, охлаждали со скоростью 380 с/с до температуры 260 С, далее охлаждали на воздухе. Свойства составили: Н/мм , Н/ммг,. Свойства стали с 0,54% С после обработки по предлагаемому способу превосходили требования, предъявляемые к стали ЗОХГСА.

П р и м е р 4. Сталь, содержащую 0,32% углерода, закаливали на мартенсит, отпускали при в течение 1 ч, деформировали волочением на 70%, нагревали до , выдерживали 6 мин, охлаждали со скоростью 380°С/с до 260 С, далее охлаждали на воздухе. Свойства стали после обработки составили: 0 420 Н/мм , Н/мм , , Механические свойства болтов после холодной высадки из подката составили ;С 9 10 Н/ММ2 , Н/мм , ,5% что соответствует требованиям, предъявляемым для болтов, шпшгек.

винтов, изготавливаемых из стали ЗОХГСА.

П р и м е р 5. Сталь, содержащую 0,29% С, 1,127 Мп, 0,917о Сг, 2,0% Si (ЗОХГСА) закаливали на мартенсит, отпускали при 700 С в течение 1 ч, деформировали вoJroчeниeм на 30%, нагревали до 742 С, выдерживали 6 мин, охлаждали со скоростью 235 С/с до, , далее охлаждали на воздухе. Свойства после обработки составили ( Н/мм ,&в 1240 Н/мм , . Механические свойства после холодной высадки из подката составили: С 1280 Н/мм2, G5, 1580 Н/мм2, Sy 11,9%, что соответствует требованиям, предъявляемым к болтам, винтам и шпилькам, изготавливаемым из стали 40ХНМА,

П р и м е р 6. Вели обработку по известному способу. Сталь, содержащую 0,21% С, закаливали на мартенсит, отпускали при 530°С в течение 1 ч, деформировали на 44-46%, нагревали до 740 С, выдерживали 2,5 мин и о слажда- ли со скоростью 340-360°С/с до 300°С, далее охлаждали на воздухе. После обработки получены свойства: предел текучести 420 Н/мм, предел прочности 515 Н/мм, относительное удлинение 31%.

П р и м е р 7. Вели обработку по - известному способу. Сталь, содержащую 0,75% С, закаливали на мартенсит, отпускали при 700°С в течение 0,5 ч, деформировали на 50-55%| нагревали до 740-745 с, выдерживали 10 мин, охлаждают со скоростью до комнатной температуры. Свойства: предел прочности 920-930 Н/мм, предел текучести 890 Н/мм, относительное удлинение 5-6%.

Уменьшение времени выдержки (до 2,5 мин,- пример 6) приводит к сущест венному снижению прочности металла, а понижение температуры конца охлаждения - уменьшению относительного удлинения.

Улучшение комплекса свойств по предлагаемому способу в сравнении с

известным достигается удлинением выдержки до 6-10 мин и повьшением темг пературного интервала до 250-30р с, конца охлаждения со скоростью вьппе критической. Применение способа позволяет осуществить замену листовых сталей 25ХГСА, 21Х2НВФА, ЗОХГСА на нелегированные средне- и высокоугле- родистые, а сложнолегированную сталь 40ХНМА - на низколегированную ЗОХГСА,

так как после обработки повышаются пластичность и характеристики деформационного упрочнения при сохранении высокого уровня прочностных свойств,

Формула изобретения Способ обработки проката из углеродистых и низколегированных сталей, включающий закалку, отпуск при температурах 500-700°С в течение 0,5-1,0 ч,

холодную пластическую деформацию с обжатием 30-60%, нагрев до температуры межкритического интервала , выдержку при этой температуре и охлаждение со скоростью Bbmie критичес- кой, отличающийся тем, что, с целью повышения пластических свойств и характеристик деформационного упрочнения высокопрочного проката, выдержку при температуре межкри-

тического интервала ведут в течение 6-10. мин, а охлаждение со скоростью въте. критической осуществляют до 250-300 С.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке холоднодеформированного проката. Цель - повышение пластических свойств и характеристик деформационного упрочнения высокопрочного проката. Листовую углеродистую сталь, содержащую 0,48% С, закаливали на мартенсит и отпускали при 500°С, подвергали холодной деформации, нагревали до 730°С, выдерживали 6 мин и охлаждали со скоростью 310°С до 250°С. Механические свойства стали превосходили требования, предъявляемые к стали 25ХГСА. Это достигалось за счет превращения в бейнит аустенитной фазы при охлаждении со скоростью выше кристической до 250-350°С и самоотпуска. Выдержка металла в межкритическом интервале температур перед охлаждением составляет 6-10 мин, что обеспечивает пластичность стали.