Способ термической обработки доэвтектоидной стали Советский патент 1982 года по МПК C21D1/26 

(5) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДОЭВТЕКТОИДНОЙ

СТАЛИ

1

Изобретение относится к техноло гии термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для обработки полуфабрикатов и изделий из мало- и среднеуглеродистых доэвтектоидных сталей, например строительных, фасонного и сортового проката, листов, лент и др.

Известен способ термической обработки доэвтектоидной стали (нормализация) , включающий нагрев до температуры на 30-50°С выше точки Ас, выдержку при этой температуре и охлаждение на воздухе l.

Недостатком этого способа термической обработки доэвтектоидной стали является то, что повышение прочностных свойств стали не сопровождается необходимым повышением ее пластичности.

Известен также способ термической оврйботки доэвтектоидной стали, включающий термоциклирование с ускоренным нагревом выше температуры

Ас, на 30-50°С и охлаждением на 50-80 С ниже температуры Ас, причем количество циклов составляет 5-6 2.

Недостаток известного способа термической обработки состоит в том, что повышая пластичность стали, о он не влияет на ее прочностные свойства.

10

Цель изобретения - повышение ее прочности при сохранении пластичности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термичес15кой обработки доэвтектоидной стали, включающему термоциклирование с нагревом выше точки Ас-, промежуточным охлаждением и окончательным ох2Q лаждением на воздухе, термоциклирование ведут в интервале температур на ниже точки Ас и на выше точки Ас с выдержкой при температурах нагрева и охлаждения от 1 до 15 мин, причем количество циклов составляет от 3 До 10. Термоциклирование в межкритическом интервале температур, вызывая чередующееся повторение процессов взаимного растворения-выделения между ферритом и аустенитом, способ ствует получению благоприятного структурного состояния ферритных и аустенитных участков в конечной структуре стали, приводящее к повышению прочности и пластичности стал Кроме структурных превращений, обусловленных осуществлением повтор но чередующихся процессов частичной фазовой перекристаллизации в основном твердом растворе стали при таком термоциклировании могут протекать процессы коагуляции и сфероиди зации частиц избыточных примесных фаз, обусловленных металлургической природой стали (нитридов, фосфидов и др.), устраняя Гили уменьшая) вредное влияние этих примесей, что конечном счете также повышает пластичность стали. Многократное чередование превращ ния аустенит феррит приводит к суще ственному внутрифазовому наклепу структурных составляющих, что наряд с повышением пластичности позволяет одновременно обеспечить рост прочностных свойств, тогда как в извест ном способе термоциклической обрабо ки прочностные свойства либо не изм няются по сравнению с нормализованным состоянием, либо даже уменьшаются. Температуры нагрева (ниже точки Асд на ) и охлаждения (выше точки Лс-,на ) необходимы для сохранения при каждом нагреве и каждом охлаждении в процессе термоц лирования соответственно некоторого количества непревратившегося феррит (при нагревах) и .аустенита (при охлаждениях) , что предотвращает рост образЪвавшихся при предь1дущем цикле

Нормализация 850 - 30 Известный способ 770 680

63 9,9

1 5

51,7 17,7 48,3 33,2 32,2 72,3 ( зерен соответственно аустенита либо феррита. Выдер ; ка при верхней и нижней температурах термоциклирования необходимы для установления фазового равновесия между аустенитом и избыточным ферритом соответственно при верхней и нижней температурах термоциклирования, и для получения требуемого их количества на каждой стадии термоциклирования. Выдержка необходима для обеспечения развития диффузионного превращения, каким является превращение аустенит феррит, как при верхней, так и при нижней температурах термоциклирования. Пример. Сталь марки ВСт5пс2 ГОСТ 380-71 в виде прутков диаметром 20 мм подвергают термической обработке с применением термоциклирования. Сталь нагревают в печах сопротивления до верхней температуры термоциклирования (790°С), выполняют выдержку при этой температуре, охлаждают переносом в другую печь, имеющую температуру, равную нижней температуре термоциклирования (), проводят повторную изотермическую выдержку, затем вновь осуществляют нагрев до 790°С для нового цикла термоциклирования. Термоциклирование с изотермическими выдержками при верхней и нижней температурах термоциклирювания осуществляют от 3 до Ю раз и после последнего высокотемпературного нагрева и выдержки сталь охлаждают на спокойном воздухе. Кроме того, часть образцов подвергают нормализации с температуры 850°С с выдержкой 30 мин и охлаждением на воздухе, а также анализируют механически свойства стали, обработанной по известному способу. Испытания механических свойств при растяжении выполняют на пятикратных образцах. Режимы обработки и полученные результаты испытаний приведены в таблице.

Продолжение таблицы