Способ обработки проката из углеродистых и низколегированных сталей

)5 С 21 П 8/О ПАТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт черной металлургии (72) И.А,Вакуленко, В.А.Пирогов и В,К,Бабич(56) Авторское свидетельство СССР В 1407974, кл, С 21 Р 8/00, 1988. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке холоднодеформированного проката. Цель - повышение пластичес ких свойств и характеристик деформаИзобретение 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 высокопрочного 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 ционного упрочнения высокопрочного проката, Листовую углеродистую сталь, содержащую 0,483 С, закаливали на мартенсит и отпускали при 500 С, подвергали холодной деформации, нагревали до 730 С; выдерживали 6 мин и охлаждали со скоростью 310 а С до 250 С,0 Механические свойства стали превосходили требования, предъявляемые к стали 25 ХГСА, Это достигалось за счет превращения в бейнит аустенитной фазы при охлаждении со скоростью выше критической до 250-350 С и самоотпуска. Выдержка металла в межкритическом интервале температур перед охлаждением составляет 6-10 мин, что обеспечивает пластичность стали. деформацию прокаткой .или волочением на величину 30-607., нагрев до температуры межкритического интервала (А -А,), выдержку при этой температуре 6-10 мин и охлаждение со ско- ростью выше критической до температуры 250-300 С далее охлаждение на воздухе.Выдержка при температурах межкри тического интервала (А. -Ас) в течение 6-10 мин позволяет получить, изза перепада концентрации углерода вокруг частиц цементита такое количество аустенита, которого достаточ" но (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 ласткческой деформации достигается повышение плас 1588782тичности и параметров деформационногоупрочнения стали.Выдержка при температурах межкритического интервала менее 6 мин необеспечивает достижения требуемойстепени растворения карбидной фазыдля получения необходимой объемнойдоли аустенита.Выдержка при температурах межкритического интервала (А -Ас,) более10 мин приведет к неоправданно большой объемной доле аустенита. Крометого, значительное ускорение процессов рекристаллизации при относительно 15слабом блокировании цементитом и аустенитом собирательной рекристаллизации феррита может существенно укрупнить размер зерна, что вместе с повышенной объемной долей аустенита является причиной снижения пластичностистали,Осуществление охлаждения со скоростью выше критической до температурысамоотпуска 250-300 оС позволяет получить бейнитные участки, окружающиецементитные глобули, расположенные встыках границ сверхмелкозернистой,полиэдрической структуры феррита.Сталь обладает повышенными значениями 30пластических свойств.и параметров деформационного упрочнения.При температурах конца ускоренногоохлаждения низе 250 С не достигаетсятребуемого эффекта самоотпуска мартенсита и сталь обладает высокой прочностью, низкими пластичностью и спосрбностью к деформационному упрочнению.- охлаждения выше 300 оС наблюдаемыйэффект распада мартенситной фазы непозволяет реализовать состояние равнопрочности по сравнению с получением 45мартенситной структуры. хотя пластические свойства и характеристики деформационного упрочнения растут,П р и м е р 1, Листовую сталь толщиной 4 мм содержащую 0,483.С закаливали на мартенсит и отпускали при500 оС в течение 1 ч деформировалиЬна 50 Х, нагревали до 730 С, выдерживали в течение 6 мин, охлаждали соскоростью 310 оС/с до 250 оС далее55следовало охлаждение на воздухе. После обработки сталь обладала свойствами; пределом текучести (6,) 480 Н/ммф,пределом прочности %Ь) 720 Н/ммф,относительным удлинением на базе десяти диаметров (о ) 263.Способность к деформационному ул. - рочнению стали, представленная в видеОтотношения , составила 0,66. МеханиЬческие свойства стали нелегированной с 0,483 с, обработанной по предлагаемому способу, превосходит требования, предъявляемые к тонколистовой конструкционной легированной высококачественной стали 25 ХГСА (5 =500-700 Н/ммф ф Ь 1 77 а)П р и м е р 2. Листовую сталь толщиной 2,5 мм с содержанием углерода 0,73 закаливали на мартенсит, отпускали при 700 С в течение 0,5 ч, де-. формировали на 607, нагревали до 735 С, выдерживали в течение 10 мин, охлаждали со скоростью 245 С/с доо 300 С, далее охлаждали на воздухе. Комплекс свойств после обработки составил: бт =640 Н/мм, ОЬ =874 Н/ммф, 3 ю =183 6/5 Ь=0,73, Механическиео свойства нелегированной с 0,7 /С стали, обработанной по предлагаемому сПособу, превосходят требования, предъявляемые к тонколистовой конструкционной легированной высококачественной специального назначения стали 21 Х 2 НВФА (ОЬ 500 750 Н/мм 8 113)еП р и м е р Э. Листовую сталь толщиной 2 мм с содержанием углерода 0,547. закаливали на мартенсит, отпускали при 700 С в течение 1 ч, дефороо мировали на 60 Е, нагревали до 730 С, выдерживали в течение 6 мин, охлаждали со скоростью 380 С/с до температуры 260 С, далее охлаждали на воздухеоСвойства составили: бг=589 Н/мм, 6 Ь=825 Н/мм, 3 =24/. Свойства стали с 0,547. С после обработки по предлагаемому способу превосходили требования, предъявляемые к стали ЭОХГСА.П р и м е р 4. Сталь, содержащую 0,32 Х углерода, закаливали на мартенсит, отпускали при 650 С в течение 1 ч, деформировали волочением на 707, нагревали до 738 С, выдерживали 6 мин, охлаждали со скоростью 380 оС/с до 260 С, далее охлаждали на воздухе.оСвойства стали после обработки составили: 0,=420 Н/мм 2, б =738 Н/мм 2, 3 263, Механические свойства болтов после холодной высадки из подката составилийт 910 Н/мм, ИВ=1000 Н/мм,=11,5 Х что соответствует требоваыипредъявляемым для болтов, шпилек,1588782 П р и м е р 7, Вели обработку поизвестному способу, Сталь, содержащую0,75 С, закаливали на мартенсит,отпускали при 700 С в течение 0,5, ч,деформировали на 50-552; нагревали до740-745 С, выдерживали 10 мин, охлажодают со скоростью 250 С/с до комнатной температуры, Свойства: пределпрочности 920-930 Н/мм, предел текучести 890 Н/мм, относительное удлинение 5-67,Составитель А.ОрешкинаРедактор М,Недолуженко Техред Л,Сердюкова Корректор Т,Малец Заказ 2517 Тираж 500 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 винтов, изготавливаемых из сталиЗОХГСА,П р и м е р 5. Сталь, содержащую0,293 С, 1,123 Мп, 0,913 Сг, 2,03 Бх(ЗОХГСА) закаливали на мартенсит, отопускали при 700 С в течение 1 ч, деформировали волочением на 307. нагреоавали до 742 С, выдерживали 6 мин,оохлаждали со скоростью 235 С/с до300 С, далее охлаждали на воздухе.Свойства после обработки составили(7=1100 Н/мм, 5=1240 Н/мм, 3 =25 Е.Механические свойства после холоднойвысадки из подката составили: 6.1280 Н/мм, 6 =1580 Н/мм, 3 =11,97,что соответствует требованиям, предьявляемым к болтам, винтам и шпилькам,изготавливаемым иэ стали 40 ХНМА.П р и м е р 6, Вели обработку поизвестному способу, Сталь, содержащую0,217 С, закаливали на мартенсит, отпускали при 550 С в течение 1 ч, деоформировали на 44-46%, нагревали до740 С, выдерживали 2,5 мин и ослаждаоли со скоростью 340-360 С/с до 300 С,далее охлаждали на воздухе. После обработки получены свойства; пределтекучести 420 Н/мм, предел прочности515 Н/мм, относительное удлинение317. Уменьшение времени выдержки (до2,5 мин, пример 6) приводит к существ= венному снижению прочности металла, 5а понижение температуры конца охлаждения - уменьшению относительного удлинения.Улучшение комплекса свойств попредлагаемому способу в сравнении с известным достигается удлинением вы" держки до бмин и повышением тем-.пературного интервала до 250-300 С, конца охлаждения со скоростью выше критической. Применение способа позволяет осуществить замену листовых сталей 25 ХГСА, 21 Х 2 НВФА, ЗОХГСА на нелегированные средне- и высокоугле, родистые, а сложнолегированную сталь 40 ХНМА - на низколегированную ЗОХГСА, 20 так как после обработки повышаютсяпластичность и характеристики деформационного упрочнения при сохранении высокого уровня прочностных свойств,25 Формула изобретенияСпособ 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 собжатием 30-607, нагрев до температу"ры межкритического интервала Ас -Ас,сзвыдержку при этой температуре и охлаждение со скоростью выше критической, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения пластическихсвойств и характеристик деформационного упрочнения высокопрочного проката, выдержку при температуре межкри тического интервала ведут в течение.6-10 мин, а охлаждение со скоростьювыше критической осуществляют до250-300 С.