Способ термомеханической обработки мартенситностареющей стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 0 6 02 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ,ждение, хоормацию, стащ и й с я тем, ия прочности и перед нагревом ельную холодную цию, а нагрев(54)(57) СПОСОБ ТЕРОБРАБОТКИ МАРТЕНСИТвключающий нагрев,лодную пластическуюрение, о т л и ч ачто, с целью повьнаепластичности стали,производят предвапластическую дефоведут до 550-700 хла деф ри рм С. Денных1 Маши ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(56) 1.Блантер М.Е. и др. Комбинированная обработка мартенситностареющей стали металловедение и термическая обработка металлов, 1969,Р 1 с,16-18,2.Васильева А еформационноеупрочнение закал конструкционных сталей., М ностроениеф,1981З.Бирман С. Р. Экономнолегированные мартенситностареющие стали. М.,Металлургия, 1974, с. 171-177.47 материала. Мартенситный механизмобратного превращения обеспечиваетпри нагреве наследование у-фазовойдефектов кристаллического старения,созданных в Ы-фазе пластическойдеформацией, в результате чего после указанной термической обработкиобразуется структурное состояниестали, обеспечивающее высокую пластичность и вязкость материала. Структура деформированной и подвергнутойтермической обработке по предлагаемому режиму стали. отличается высокой дисперсностью, в ней тонкиепрослойки аустенита разделеныучастками мартенсита.Деформационному упрочнению (впредлагаемом способе вторая деформация, в известном - первая) подвергается сталь с особой структуроймелкодисперсной и пластичной. В результате обработки по предлагаемомуспособу достигается значительныйэффект в повышении прочности матриала, пластичность же остается безизменений, либо увеличивается. Так,при обработке стали ЭП 836 по режиму, деформация 60, нагрев до температуры 570 С и охлаждение, повторная деформация со степенью 30 истарение в течение 3-х ч при 500 Собеспечивает в стали ЭП 836- 2400 МПа, 6 = 2350 МПа, д" =10,2,М = 53.П р и м е р . Проводится термоме-.ханическая обработка образцов, вырезанных из прутков стали ЭП 836 диаметром 70 имОсуществляется холодное гидропрессование материала в исходном состоянии (железо-никелевыймартенсит) со степенью деформации60, термическая обработка в виденагрева образцов до 550-700 С (длякаждой температуры отдельные образцы) и охлаждения, повторная деформация гидропрессованием со степенью30 и старение в течение 3-х ч при500 ОСДля получения сравнительных данных проводится термомеханическаяобработка образцов по известномуспособу: старение при 500-600 С, деформация гидропрессованием со степенью 10 и 30 и старение при 500 Св течение 3 ч.Кроме того, проводится термическая обработка исходного металла постандартному режиму.Контролируются механические свойства при растяжении и твердость. Результаты сведены в таблицу,Как следует иэ таблицы, максимальная прочность 2330 МПа при обработке стали ЭП 836 по известному способу. получена в случае первого старения при 530 ОС; но при этом относительное удлинение уменьшается с 10,до 8. В случае обработки стали попредлагаемому способу максимальная 50 1 11292Изобретение относится к обработке высокопрочных сталей и можетбыть использовано в машиностроительной, инструментальной и другнх отраслях промышленности.Известен способ обработки мартенситно-стареющей стали с 0,03 С,17,7 Н 3., 7,8 Со, 4,3 Мо, 1,1 Т 3.,включающий старение при 475 С в течение 3 ч, деформацию на 90 и окончательное старение при 450 С в течение 3 ч. При такой обработке суммарный прирост предела прочностисоставляет около 1000 МПа (достиг2750 МПа), а относительное удлинение уменьшается более чем в 2 раза(с 13 до 6) Г 1(,Известен способ обработки мартенситностареющей стали, включающийдвойную закалку, старение при 480 фСв течение 3 ч, деформацию со степенью обжатия 60 и старение при 20480 фС в течение 3 ч. После упрочнения по указанной схеме получают Ь Ф- 2400 МПа, Й = 2360 МПа,- 4,3 21,наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является.способ обработки мартенситностареющей стали, включающий нагрев, охлаждение, холодную пластическую деформацию и старение (,31. 30Однако данный способ не позволяет повысить прочность материала дляснижения его характеристики и пластичности.Это обусловлено тем, что деформируется материал в малопластическом состоянии (после старения)и старение его после деформации такжесвязано с дополнительным снижениемпластичности. В результате такойобработки достигаемый уровень проч.ности обусловлен степенью обжатиязаготовки, а пластичность материалас повышением обжатия резко снижается.Деформация сталей в состаренном 45состоянии осуществляется большимиудельными усилиями. Более 30 заодин переход осуществить невозможно,следовательно это многопереходнаяоперация.Цель изобретения - повышениепрочности и пластичности стали.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу обработкимартенситноатареющей стали, включающему нагрев, охлаждение, холодную .пластическую деформацию и старение,перед нагревом производят предварительную холодную пластическую деформацию, а нагрев ведут до 550-700 С.При нагреве сталей до температурболее 550 С происходит растворениевторой фазы (упрочняющей), коагуляция оставшихся частиц через матрицуэа счет растворения более мелких,что сопровождается,разупрочнением ф 51129247 удлинение увеличивается с 10 до11,5%). прочность без снижения пластичностиполучена в случае деформации сталиЭП 836 со степенью 60, нагрева до570 С, повторной деформации,со степенью 30, старения при 500 С и составляет 2400 МПа. При обработке попредлагаемому способу с нагревом деформированного материала до 600 Собеспечивается равная с известнымспособом прочность (2320 МПа) и повышенная пластичность (относительное 1 О1 Режимы ТМО Твердость, НВС Механические свойства при растяжении Старение Старение Обработка В 1 МПа 8,3 56,08,1 56,5 3 ч 2220 2200 Известная 530 570 500 С 2170 2170 54,2 8,6 2185 2190 2115 2100 600 8,6 52,1 620 500 30 3 часа 2200 2200 54,5 49,5 8,7 530 500 С 2330 2330 8,0 53,5 45,0 47;0 8,9 55,0 2210 2200 570 600 620 650 9,2 5110,2 53 550 30 3 часа 2500 2450 60 Предлагаемый 570 500 С 2400 57,0 2350 53,5 600 54,5 620 52,5 650 700 Стандартный 52,5 52,5 3 ч 1800 1760 10 5000 С Составитель А.Денисова Редактор Н.Горват Техред С. Мигунова Корректор: М,ДемчикЗаказ 9307/21 Тираж 539 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4 Степень де- фор- мации, Ъ Степень де- фор- мации, ф Таким образом, использование способа обработки мартенситностареющей стали обеспечивает по сравнению с существующими воэможность повышения прочностных свойств цри сохранении характеристик пластичности, либо повышение пластичности при равной с существующим способом прочности.1 2220 2200 8,5 56,5 52,0 2170 2060 10,0 56,2 48,0 2080 1950 11,7 56,0 48,5 2320 2150 11,5 54 2240 2040 10,5 52 2050 1850 11,5 53 2185 2040 11,5 43,5,