Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей

,8)етельство СССРи 1/02, 1989,63-39644,88.ЛЕНИЯ ПРОКАТАЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ к черной зобретение относи ллургии в частно обработке проката гированных сталей для холодной дефо использовано при олистовой стали с ния, подката для сти к термицесиз углеродистыхпредназначенрма ции, и может произ чодст эе пециаль ого назхолодной высадет ой и л ных быт тон Цель изобретенн шение процств путем урной непсв св струпластически правлдемой наст созд С О,Я О,прок 11 осл 3000 и цесс ГОС".ЦАРСТВЕННЫЙ КОУИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИД=ТЕЛЬСТ(54) СПОСО. ИЗГОТОИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И родности.р и м е р 1 Сталь, содержащую,";29, 51 1,61, Мп 1,2; Сг 1,19;003, Р 0,031, подвергали гордчей аке при 1100 С на диаметр 10 мм.ое этого охлаждали со скоростью С/с до 780 С, далее следовал зна 0ременный изгиб - цикл 1 при отнои диаметра прутка к радиусу иэ (радиус изгиба 20 мм), Псыделения около 6 1":, Ферри 1 а в е изгиба следовало охлаждени. с(57) Изобретение относится к металлур гии, конкретно к термической обработке проката из углеродистых и легированных сталей. Цель изобретения - повышение прочностных и Пластических свойств, Способ включает горячую проокатку, охлаждение до 730-780 С, энако переме ный изгиб с отношением диаметра прутка к радиусу изгиба 0,2-0,5 и окончательное охлаждение. Способ позволяет повысить комплекс механических свойств и эксплуатационную стойкость деталей,скоростью 3500 С/с до 20 С . После об работки свойства составили; предел текучески (Ов) 1350 Н/мм 2 временн(сопротивление разрыву ,(в) 1546 Н/м относительное удлинение (3) 165 относительное сужение (11) 491П р и м е р 2, Сталь, содержащуюС 0,08; Б 1 0,95; Мп 1,1; Сг 0,9 5 0,0029, Р 0,003, подвергали горя чей прокатке при 1150 С на диаметро9 мм, После этого охлаждали со скоростью 310 С/с до 730 С, далее следо вал энакопеременный изгиб - 2 цикла при отношении диаметра прутка к ради усу изгиба 0,5 (радиус изгиба 18 мм После выделения около 90:ь Феррита следовало охлаждение со скоростью 365 С/с до + 26 С После отработки получили свойства; б 0 = 530 Н/мм 2, 1 = 745 Н/мм, Р = 21 11 = 57,5.П р и м е р 3 (прототип), Гталь содержащую, .". С 0,08; В 1 0,95; ;1 в 1,1, Сг 0,95; В 0,0029; Р 0,003 (аналогично прим.ру 2), 1705369подвергали горячей прокатке при1150 С с 1 мм на диаметр 9 мм,После этого охлаждали со скоростью310 С/с до 730 С, далее выдержка довыделения 51 меррита и охлаждение соскоростью 365 С/с до 20 С. Свойствасоставили: предел текучести (С)610 Н/мм 2;временное сопротивлениеразрыву (С) 720 Н/мм 2, относительное удлинение (8) 8 ф, сужение ф) 311.П р и м е р 4, Сталь, содержащую,4, С 0,4; Бз. 16; Мп 15; Сг 1,0; Б 0,003Р 0,0025, подвергали горячей прокатке при 1125 С на толщину 5 мм, Послеэтого охлаждали со скоростью 300 С/сдо 730 С, далее следовал энакопереенный изгиб - 1 цикл при отношениитолщины листа к радиусу изгиба 0,2(радиус изгиба 25 мм), После выделеия 61 Фероита следовадо охлаждениесо скоростью 351 С/с до + 20 С. Свойства составили: 60 = 1280 Н/мм 2,С = 1593 Н/мм 2 Х = 165, ( =4725П р и м е р 5 (прототип). Сталь,содержащуюЖ: С 0,4, Бд 1,6, Мп 1,5;Сг 10 Б 0003 Р 0,0025 (аналогично примеру 4), прокатывали при11250 С (степень деформации 43) надиаметр 5 мм, Охлаждение со скоростью 300 фС/с до 685 С, выделение553 феррита, далее охлаждение со скоростьюю 350 С/с до комнатной температуры. Свойства составили: б 0- 1200 Н/мм 2 ( = 14100 С 8 = 113( = 401,Таким образом, из приведенных примеров следует, что достижение болеевысокого комплекса свойств отмечает"ся после обработки по предлагаемомуспособу (примеры 1,2,4) в сравнениис обработкой по способу-прототипу.гиба при температурах выделения изаустенина Феррита (780-730 С) способствует ускорению указанного процесса выделения феррита и достижению эа счет множественного зарожденияболее равномерного распределения челких полиэдрических участков ФерритнойФазы. Сравнительный анализ показал,что чем более равноосные структурныеэлементы при одинаковой их дисперсности в металле, тем более высокий55уровень пластических характеристик,Таким образом, по сравнению со способом-прототипом обработка по предлагаемому способу приводит к получению повышенной пластичности.Рассматривая уровень прочностных свойств, получаемый в результате обработки по способу-прототипу, необходимо отдельно рассмотреть две части температурного интервала 780- 730 С и 730-680 С. После выдержки металла при 780-730 С вплоть до момента начала охлаждения структура состоит из выделившегося феррита и оставшегося объема аустенита, который пос ле охлаждения со скоростью выше критической превращается в мартенсит. Однако, подвергая сталь деформации даже со степенью обжатия более 401 при температурах превышающих Яг скоротечность протекающих процессов динамической рекристаллизации практически полностью восстанавливает структуру металла. Поэтому аустенит после охлаждения и далее при выдержке при 780-730 С для выделения Феррита уже освобождается от значительного количества дефектов кристаллического строения, Неодновременность протекания процессов восстановления микроструктуры в отдельных объемах металла наследуется неравномерностью Ферритной и аустенитной фазами, приводя к существенной неравноосности и разноразмерности их, Сравнительный анализ показал, что при достижении одинакового уровня прочности металла, обработанного по способу-прототипу, пластичность по способу-прототипу может быть меньше в 1,5-2 раза. Кроме этого, при одинаковой объемной доле мартенсита и неизменности степени пересыщения твердого раствора диспергирование его участков приводит к росту прочностных свойств.Диспергирование Феррито-аустенитной структуры происходит. за счет цик; лического протекания процессов введения дефектов кристаллического строения при пластической деформации изгибом и протекания рекристаллизационных процессов как в аустените, так и в выделяющемся Феррите. После охлаждения со скоростью выше критической получается более мелкодисперсная феррито-мартенситная структура,Рассматривая вторую часть температурного интервала превращения 730- 680 С необходимо отметить что критическая точка начала перлитного превра"ия с,оо а;тстгу т значению ок730 С, ,сле г:;ря его депоо; аа и гри " охлаждение дс /30-6".привод т к не цалу и:рлитнреаращения и полуит. формула изобретения Составитель В,РусаненкоТехред Л, Еа. т,к КоРРектоР М,Самборская Редактор М.Келемеш Заказ, 1 т 2 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101",сорио-аус т нитную структуру каксход,;ю для окончательной ферритсмартенситной или бейнитной не аозмо но,1 ОПо способу-прототипу после выделения 5-60/ ферритной фазы быстрое охладеие приводит к получению феррито-лартенситной структуры с 95-40 дмартенсита, Сталь с указанньм коли -цестаом мартенситной фазы обладаетдовольно низкими пластическими свойствали, Оптимальное количество мартенсита или продуктов его распададля получения (наряду с высокимипрочностными свойствзми достаточноаь;сокой пластичности и вязкости) недолжно превышать 20-40. Кроме того,по мере увеличения объемной долиаьделившегося феррита в остающемся 25аустените увеличивается концентрация растворенных атомов примеси впераую очередь атомов углерода,что приводит после охлаждения соскоростью выше критической к получению мартенсита с повышенным содержанием углерода., При последующем незначительном пластическом деформировании, например после 51-ной деформации, рост пересыщения твердого35раствора атомами внедрения на 10-15 л,от общего уровня приводит к увеличению предела текучести на 15002000 Н/мм а предела прочностина 1000-1500 Н/мм 2. Таким образом,даже некоторое снижение объемнойдоли мартен:ита по предлагаемомуспособу компенсируется получениемболее прочных участков мартенсита.В то же время сталь, обработаннаяпо предлагаемому способу при сравнительно одинаковых прочностных характеристиках обладает повышеннойпластичностью,Осуществление зн кгеп.- . г о изгиба с отношениел тс г "ь рката к радиусу изгиба болес 3,5 приводит к нсобходимости создая де, Рлрую щего оборудования значтельной мощности. При отношении ме ее 0,2 количество вводимых деФектов кристаллического строения недостаточно для эффектного протекания процессов структурообразования, приводящих к получению полиэдрических мелкодисперсных фаз. Увеличение количества циклс в (цикл знакопеременного изгиба состоит из изгиба проката и перегиба в противоположную сторону и выравнивания до первоначальной ормы) болеедвух приводит к достижению избыточного количества дефектов кристал"лического строения, что неизбежноснижает пластичность металла, а менее одного цикла - отсутствие пластической деформации,Таким образом предлагаемый способ повышает комплекс механическихсвойств (прочность и пластичность),снимает материагоемкость деталей иувеличивает их эксплуатационную стойкость,Способ изготовления проката из углеродистых и легированных сталей, включающий горячую прокатку, охлаждение до 780-730 С, выдержку для выделения феррита и окончательное охлаждение со скоростью выше критической, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных и пластических свойств путем создания струк" турной неоднородности а процессе вы" держки при 780-730 С, прокат подвергают 1-2 циклам знакопеременного изгиба с отношением толщины проката к радиусу изгиба, равным 0,2-0,5, а охлаждение со скоростью выше критической ведут до температуры конца мартенситного превращения далее - на воздухе.