Способ термомеханической обработки стали Советский патент 1991 года по МПК C21D8/00 

fe

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к термомеханической обработке изделий, работающих на продольное сжатие. Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик. Способ включает холодную деформацию со степенью 1,5-2,1%, нагрев до 290-310°С, выдержку 1,ОГ-1,5 ч и охлаждение. Способ позволяет повысить устойчивость стали к разрушению и снизить материалоемкость изделий 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к механике деформируемого твердого тела, и может быть использовано для повышения устойчивости и прочности конструкций и их элементов.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик.

Цилиндрические прутки из низкоуглеродистой стали (Ст-3) диаметром 10, длиною 100 мм помещают в зажимы испытательной машины и ведут холодную деформацию на растяжение со степенью 1,4-2,3%. Скорость перемещения нижнего захвата устанавливают 0,67 мм/мин. Затем с этой-же скоростью нагрузка сбрасывалась. Образец помещают в термостат и нагревают от комнатной температуры до (290-310)°С со скоростью 10 град/мин. При этой температуре выдерживают в течение 1,0-1,5 ч, затем выключают нагрев, и образец остывает до комнатной температуры вместе с термостатом.

После этого образец вынимают и используют для изготовления изделия. После этого из средней по длине части всех заготовок изготавливались образцы диаметром d 5 мм и длиною I 30 мм для испытания на сжатие. Испытание на сжатие проводилось в реверсоре на той же машине и с той же скоростью.

В предлагаемом способе обработки величина предварительной пластической деформации является относительно малой, незначительно- превосходящей деформацию на пределе текучести, а выдержка производится при относительно малых температурах. Таким образом, доминирующим является эффект старения с выделением частиц второй фазы, Величина пластической деформации в указанных пределах необходима лишь для создания свежих дислокаций в материале. Как известно, при деформации менее 1,5% количество

О

ю

(

О

о

дислокаций мало, а следовательно, эффект старения материала проявляется через длительное время. При деформации, превышающей 2,1%, не возникает дополнительных дислокаций по сравнению с тем количест- вом, которое вызывает пластическая деформация в пределах 1,5-2,1%.

Эффект старения с достижением поставленной цели проявляется только при совместном воздействии на материал пла- стической деформации в указанных пределах и термообработки, причем температурный режим является доминирующим для получения максимального эффекта./

Конкретные режимы обработки и результаты испытаний приведены в таблице.

Также проведены сравнительные испы- ания образцов после обработки по извест- |ному способу (холодная деформация со степенью 3,0-3,3%, нагрев до 350°С, выдержка 1 ч и охлаждение }. 1 Предел устойчивости определяется как (напряжение, при котором изделие из данного материала при сжатии теряет устойчи- вость в смысле появления больших деформаций, не обязательно пластических апу . Предел устойчивости является эксплуатационной характеристикой при сжатии.

Повышение устойчивости б, %, оцени- алось как отношение величины приращег

едлаемый

веный

20,37 23,11 21,8. 22,36 23,92 33,92 22,26 22,96 22,96 24,00 24,79 28,18 28,07 32,11 35,01 22,43 25,23 23,45

27,7

3,80 4,06 3,65 4,39 3,93

,99 ,07

1,73

1,

1

,68 ,76

4,24

4,40

4,01

4,60

4,64

М

8,3

М

4,0

,Г

М

4,2

,62

.Ъ 1,60

2,13

2,13

1,96

1,97

2,17

2,30

3,6

6,0

3,4

2,1

1,5

2,1

3,0

150 150 300 300 400

400 290 290 310 290 300 310

350

ния предельной нагрузки Дс7Пу при сжатии до потери устойчивости образца после термообработки к величине предельной нагрузки при сжатии до потери устойчивости образца без термообработки, стпу (0), т.е.

д- Гпу (t)-Pny (0) апу (0 )

Как видно из приведенных в таблице данных, Предлагаемый способ позволяет существенно повысить устойчивость стали к разрушению при сжатии ( 5 8-14%). В то время, как известный способ повышает устойчивость незначительно ( 6- 1,0%).

Таким образом, предлагаемый способ повышает эксплуатационные характеристики (повышение устойчивости) и снижает материалоемкость изделий.

Формула изобретения

Способ термомеханической обработки стали преимущестенно для изделий, работающих на продольное сжатие, включающий холодную пластическую деформацию, нагрев, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик, холодную пластическую деформацию осуществляют со степенью 1,5-2,1%, нагрев ведут до 290-310°С и выдержку в течение 1,0-1,5 ч.

1,550 1,300 ,530 ,320 ,529 ,326 ,307 ,329 ,541 ,313 ,110 1,324

1,52 1,53 1,53

11,1

И,5

12,0

13,5

16,0

3,3

10,0

9,2

9,0

37,16

1,54

М