Способ термомеханической обработки стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 11 С 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЪСТВ прогрессивнои технологии упрочнения стали, преимущественно низколегированной толщиной 15-100 мм. Цель - повышение механических свойств путем измельчения структуры, Способ включает предварительную деформацию перед охлаждением заготовки и многостадийную деформаци 1 о, проводимую в два прохода с паузой между ними менее 5 с. Каждую стадию повторяют 3-4 раза, охлаждение между стадиями 30- 50 С, Первую стадию осуществляют при температуре Агз(д) - (30-40 С), первый про. ход последней стадии - при температуре Ас 1(д) - (30 - 40) С, а второй проход при тем. пературе не менее Аг 1(д), 1 табл,ническии инстиА,А.Булянд, 1988.НИЧЕСКОЙ ОБталлургии и разработке при температуре Ас(д) - (30 - 40"С), а темпе. ратуру окончания последней стадии выбирают не ниже Аг 1(9).Обозначение критических точек со знаком (9), например Ас 1(д), соответствует динамическим положениям этих точек, изменивших свои положения под действием деформации,Совокупность всех этих действий и является основным приемом достижения поставленной цели. При этом в металле создаются условия для прохождения многократных фазовых азу перекристаллизаций, в частности во внутренних слоях: из-за разогрева их за счет тепла пластической деформации и охлаждения в паузах между двумя "спаренными" проходами. а в наружных за счет охлаждающего воздейств: я инструмента при деформации и разогрева путем теплопередачи изнутри в паузах между проходами.Такие колебания темперющие 35 - 40 С во внутренни ургии, еской зковыше- ельче 1 с.ззЪки олько ю депри в два т при у стат под- Паузу рвый ляют атуры, достига х слоях, как ре ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ1 О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯГ 1 РИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАРАБОТКИ СТАЛИ(57) Изобретение отн яможет быть исполь о Изобретение относится к металла именно к технологии термомеханичобработки сталей, преимущественно нлегированной толщиной 15-100 мм.Целью изобретения является поние механических свойств путем измния структуры,Способ термомеханической абравключает нагрев заготовки, черновуюкатку, подстуживание до температурымопластической обработкитермопластическую обработку в нескциклов, включающую многостадийнуформацию с подстуживаниями междудиями. Каждую стадию деформациитермопластичной обработке проводятпрохода, причем первую стадию ведутемпературе Агз(д) - 30 - 40 С, а межддиями (всего 3 - 4 стадии) осуществляюстуживание заготовки на 30 - 50 С.между двумя проходами в каждой сустанавливают не более 5 с, причем пепроход в последней стадии осущест 1678861 А 1зультат суммирования тепла от двух проходов в каждой стадии, и 100 - 200 С в наружных слоях, при прокатке в заданном интервале температур позволяют развиваться от стадии к стадии многократным фазовым превращениям, что ведет к фазовому наклепу, Прохождение фазовых превращений в условиях действия внешней пластической деформации создает благоприятные условия для измельчения структуры.На первой стадии при обработке по предлагаемому способу горячая деформация аустенита приводит к резкому возрастанию дефектов структуры, в частности . дислокаций, Это повышает термодинамический потенциал и смещает точку Агз до положения Агз(ц). Сразу же в областях металла с температурой ниже Агз(ц) начнется у,а- превращение, Присутствие дислокации в уфазе повышает вероятность зарождения а -фазы, После первой стадии имеет место пауза, во время которой температура заготовки снижается. При этом за счет полос деформации в у -фазе, а следовательно, за счет повышенного значения мест зарождения образуется мелкодисперсная а-фаза, За время паузы нераспавшийся аустенит лишь частично освободится от дефектов кристаллической решетки за счет процессов полигонизации.Перед второй стадией структура представляет собой аустенит с определенным количеством мелких, но термодинамически устойчивых центров а -фазы, Деформация феррита на второй стадии повышает термодинамический потенциал и соответственно снижает АС 1 до Ас 1(ц), Повышение температуры за счет тепла пластической деформации позволяет большей части деформированной а -фазы (с субструктурой) вновь превратиться в мелкозернистую уфазу. Однако новые порции у -фазы будутобразовываться на других участках формирующейся структуры. Повторение описанных циклов позволяет вовлечь в процесс фазовых превращений все новые и новые объемы металла. Это ведет к диспергированию фаз, возрастанию межфазных, межзеренных и субзеренных границ, что облегчает и ускоряет последующее течение фазовых превращений.Таким образом, кроме измельченияструктуры на микроуровне идет измельчение и на субмикроуровне, а именно фрагментация и полигонизация ферритных зерен, Это становится возможным из-за того, что в процессе обработки температура заготовки перед каждой новой стадией де но возможный эффект упрочнения достиг 45 нут не будет.П р и м е р. Обработку слитков массой20 т иэ стали 10 ХСНД (Агз(ц) для стали 10 ХСНД 840 С,ч Аг 1(ц) 730 С, Ас 1(ц) 740 С 0 проводят по предлагаемому и известному 50 способам, Слитки нагревают под прокатку,затем осуществляют черновую прокатку на толстолистовом прокатном стане 3600, после чего подстуживают до температуры Агз(ц) - 30 - 40 С и в чистовой клети стана 55 10 15 20 25 30 35 40 формации понижается, что ведет к образованию новых порций феррита. который затем сразу же подвергается пластической деформации, Таким образом, к окончанию обработки весь обьем низкотемпературной фазы измельчится. Об этом свидетельствуют и эксперименты с привлечением электронной микроскопии.Подстуживание между стадиями на 30 - 50 С необходимо с точки зрения зарождения в период охлаждения оптимального количества низкотемпературной фазы и зависит от межкритического диапазона стали, кроме того, для увязки количества стадий и температуры проведения последней.Пауза между двумя спаренными проходами в стадии должна быть минимальна (не более 5 с) и определяться конструктивными и скоростными особенностями прокатного, а также размерами обрабатываемого изделия. За зто время (5 с), не успевает нивилировать разогрев от предыдущего прохода и таким образом тепловыделение в двух проходах, складываясь, дает необходимый (до 35 - 40 С) подъем температуры во внутренних слоях заготовки,Окончательную стадию деформирования нужно проводить при температуре не ниже Аг 1(ц) с условием, чтобы подьем температуры не превысил Ас 1(ц), а первый проход в этой стадии при температуре Ас 1(ц) - (30- 40 С), В этом случае все образующиеся зерна й -фазы будут иметь субструктуру. Если первый проход на заключительной стадии вести при температуре Ас 1(ц) - 40 С, то можно наклепать часть феррита, который не испытает превращения и тем самым отрицательно влияет на вязкопластические свойства в случае деформации при температуре Ас 1(ц) - 30 С, то в результате обратного (уа) превращения часть феррита не будет иметь субзеренную структуру и максималь 3500 проводят многостадийную прокатку, состоящую из 3-4 стадий, на толщину 35 мм. Каждая стадия включает в себя два прохода с паузами между проходами, не превышающими 5 с, После каждой стадии осуществляют охлаждение раската на 30-50 С. При1 б 78861 20Величина понивення тенпературн некду стаеднями, С Среднийразмер суб зерен меррита, мкн Исклничгскне снойстнл Температураокончанияпоследнейсталин,прокатки,С Температура первого про хопа в послелнед сталин пЭгоклтки, С Пауза неялу прахолани всталин, с Количествостадийпрокатки Тенпература прокаткипервой сталин, С Способобработки(Аг 3,5 540 390, 25 102 2050 С) Известный 840 550 ЭВО 26 78 720 5,5 и Число 8 - количество проходов,Составитель В. КитайскийТехред М.Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор Н, Гулько Заказ 3184 Тираж 373 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 этом первый проход г в последней стадии осуществляют при температуре Ас 1(д) - 30 - 40 С, а температуру окончания последней стадии устанавливают не ниже Аг 1(д).Режимы обработки, характеристики структуры и свойства приведены в таблице,Преимущества предлагаемого способа термомеханической обработки по сравнению с известным заключаются в том, что он измельчает субзеренную структуру более чем в три раза, повышает временное сопротивление разрыву на 7 - 8, предел текучести на 15 - 170)ь и ударную вязкость при 40 С - на 45-500 ь,Формула изобретения Способ термомеханической обработки стали, преимущественно ниэколегированной толщиной 15 - 100 мм. включающий нагрев заготовки, охлаждение до заданной температуры и пластическую многостадийную деформацию с подстуживанием между 5 стадиями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения механических свойств путем измельчения структуры, перед охлаждением заготовку предварительно деформируют, каждую стадию деформации 10 проводят в два прохода с паузой между ними менее 5 с, количество стадий устанавливают в пределах 3 - 4, подстуживание между, стадиями ведут на 30 - 50 С, причем первую стадию осуществляют при Агэ(д) - (30 - 40 С), 15 первый проход последней стадии - приАс 1(д) - (30 - 40 С), а ее второй проход - при температуре не менее Аг)(д).