Способ обработки хромомарганцевых сталей Советский патент 1992 года по МПК C21D6/00 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам обработки хромомарганцевых сталей с метастабильным аустенитом.

Известны способы обработки хромони- келевых сталей с метастабильным аустенитом, заключающиеся в проведении после закалки холодной пластической деформации прокаткой со степенями обжатия 20- 50% и старения при температурах 400-480°С. В результате такой обработки возрастают прочностные свойства, однако при этом существенно снижается пластичность сталей.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является способ обработки хромомарганцевых сталей с метастабильным аустенитом. Способ осуществляют закалкой с 1100°С в воде, холодной деформацией прокаткой со степенями обжатия 10-50% и последующим отжигом при температуре 350°С в течение 2 ч. В результате значительно повышаются прочностные свойства при сохранении удовлетворительной пластичности.

Недостатком известного способа является невозможность одновременного повышения прочностных свойств и пластичности хромомарганцевых сталей. Кроме того, известный способ, включающий деформацию прокаткой, не применим для деталей сложной формы, например: тел вращения.

Целью изобретения является одновременное повышение прочностных свойств и пластичности сталей.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки хромомарганцевых ста- . лей с метастабильным аустенитом, включа- ющем закалку, холодную деформацию и отпуск, деформацию осуществляют кручением со степенью 5-15%, перед деформацией проводят дополнительный отпуск, при этом оба отпуска ведут при 200-300°С.

Способ применяется для хромомарганцевых сталей с метастабильным аустенитом, имеющий точку Мн вблизи комнатной температуры.

Способ обработки осуществляют следующим образом. Закалку проводят с температур 1000-1100°С в масло, после чего производят отпуск при температурах 200- 300°С для уменьшения уровня напряжений. В этом состоянии сталь 20X14Г7 имеет преимущественно аустенитную структуру с несл

VI о

СЛ

ю

о

большим (5-7%) количеством мартенсита. Деформацию осуществляют кручением при комнатной температуре со степенью 5- 15%. Аустенит метастабилен и в процессе деформации стали он превращается в мар- тенсит, что приводит к увеличению количества мартенсита до 20-36%. После деформации проводят отпуск при температурах 200-300°С, вызывающий уменьшение внутренних напряжений и стабилизацию аустенита. Увеличение содержания в структуре стали мартенсита и наклеп аустенита, после предложенного способа обработки, обеспечивают существенное повышение предела текучести. При деформации, в про- цессе испытания свойств, оставшийся наклепанный аустенит претерпевает превращение в мартенсит, что обеспечивает одновременное повышение предела прочности и пластичности стали.

Предложенный способ обработки хро- момарганцевых сталей опробован в лабораторных условиях Мариупольского металлургического института. Образцы хро- момарганцевой стали 20Х14Г7 закаливают с 1000-1100°С в масло, после чего подвергают низкотемпературному отпуску при температурах 200-300°С 1-1,5 ч. Затем из закрепляют в захватах испытательной машины на кручение КМ-50-1, где производят холодную деформацию кручением. Деформированные образцы подвергают отпуску при температурах 200-300°С, 2 ч. Результаты испытаний механических свойств стали приведены в таблице.

Из таблицы следует, что обработка по предложенному способу позволяет повысить одновременно прочностные свойства и

пластичность стали. Особенно сильно повышается предел текучести при кручении (более чем в 2 раза), предел прочности при растяжении ( в 2 раза), относительное удлинение и относительное сужение (более, чем в 3 раза). Оптимальная степень холодной предварительной деформации кручением, необходимая для одновременного повышения прочностных свойств и пластичности в условиях испытаний растяжением и кручением, неодинакова и составляет 7% и 13% соответственно. Это обусловлено различием схем напряженного состояния при растяжении и кручении и соответственно различной кинетикой превращения остаточного аустенита в мартенсит в процессе испытаний. Обработка стали по способу прототипа не позволяет одновременно увеличить прочностные и пластические свойства, что не реализует цели изобретения.

Эффективность предложенного способа заключается в повышении прочностных свойств и пластичности хромомарганцевых сталей, в результате чего может быть снижена металлоемкость деталей, а также в возможности применения способа для деталей тел вращения.

Формула изобретения Способ обработки хромомарганцевых сталей, включающий закалку, холодную деформацию и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения одновременно прочностных свойств и пластичности, деформацию осуществляют кручением со степенью 5-15%, перед деформацией проводят дополнительный отпуск, при этом оба отпуска ведут при 200-300°С.

Использование: изобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки хромомарганцевых сталей с метаста- бильным аустенитом. Сущность: сталь 20Х14Г7 закаливают с 1000-1100° С, отпускают при 200-300UC, подвергают холодной деформациии кручением со степенью 5- 15% и окончательному отпуску при 200- 300°С. 1 табл.

ение атка

тотип)

3 S

13 оптимальный15 20

10 30

200 150 200 250

300

350

350 350

1390 1390 ЙОО 1420

Й10 11(10

Й10

65 66

67 73

69 73

31 Трещины

745 750 ЙОО 1590

Й70

1000

290 290 300 340

)20 500

500

10 21 29

17 5

7 16 28 31

25 6