Способ обработки двухфазных + железо-марганцевых сплавов

(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКОМ гич.Ф. Структу ых сплавов. ным состоянием сто 2 МПа), Характеристик трех циклов 400 д.20няются (д = 20 - 21% ухфазных ючающий деформаим к предлагаемому по акое и достигаемому репособ обработки двухомарганцевых сплавов, ки с 1150 С и последуюового наклепа за счет -переходов. Способ осуой и последующими наохлаждением в воде до туры. Н ются особедостатком известного спосо изкие прочностные характе но пределтекучести того=2 ль изобретения - повышени х характеристик, особенно сти, двухфазных у+ е жел ых сплавов при сохранении д астичности. явля- тики, МПа). прочдела носттекучганц езома р- остаточ 1(56) Богачев И.Н. и Еголаев Ви свойства железомарганцеМ.: Металлургия, 1973, с.174 Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к способам термической обработки двухфазных у+ е железомарганцевых сплавов,Известен способ обработки двжелезомарганцевых сплавов, вклзакалку с 1150 С и последующуюцию при комнатной температуре.Недостатком известного способа является то, что наблюдаемое при этом повышение и рочностн ых характеристик соп ровождается резким снижением пластичности, Так, после деформации сплава Г 20 на 7% относительное удлинение не превышает 4%, После такой обработки сталь становится трехфазной, так как кроме имеющихся в исходном состоянии у и е -фаз, содержит магнитную а-фазу, что в ряде случаев недопустимо.Известен способ обработки двухфазных у+ е железомарганцевых сплавов, включающий закалку с 1150 С, 3 цикла нагрева и охлаждение 400- 20 С. При этом наблюдается повышение прочностных характеристик 00,2= 430 МПа, ов = 850 МПа) по 54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДВУХФАЗНЫХ у+я ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ СПЛАВОВ 57) Использование; для повышения прочностных свойств. Сущность изобретения: двухфазные у + е железомарганцевые сплавы подвергают закалке с 1150 С, термоциклической обработке в интервале температур 20 - 400 С при числе циклов, равном 10, дополнительно определяют температуру начала у-ф Р. -превращения при охлаждении1-э Епосле термоциклов Мн и проводят изотермическую выдержку в течение 30 - 50 ч при температурах ниже Мй"1-а 20 - 120 С, 1 табл. сравнению с закале= 370 МПа, о, =780пластичности послепрактически не измф = 15 - 16%).Наиболее близксовокупности признзультату является сфазных у+8 железсостоящий из закалщих 10 циклов фазмногократных у - .+ еществляется закалкгревами до 400 С скомнатной темпераПоставленная цель достигается тем, что в способе, включающем закалку и 10 циклов нагревов до 400 С с последующим охлаждением до комнатной температуры, проводят изотермическую выдержку при температуре ниже МЯ на 20 - 120 С в течение 30 - 50 ч. М определяют дополнительно после 10 термоциклов.В основу способа положен принцип получения после фазовых переходов вследствие стабилизации аустенита по отношению к у -э я -превращению при охлаждении преимущественно аустенитной структуры с повышенной плотностью дефектов. Образование же я -фазы происходит в процессе последующей изотермической выдержкио 3 Фф при температуре на 20 - 120 С ниже М в результате у -+ я -превращения, При этом в указанном интервале образуется 50 - 70 возникшей изотермической е -фазы, которая более дисперсна, чем е-фаза, полученная после закалки.Кроме того, оставшийся в структуре аустенит при испытании механических свойств претерпевает постепенный распад с образованием мартенситных е и й-фаз, что обеспечивает дополнительное повышение прочностных характеристик при сохранении достаточной пластичности,Фазовые превращения осуществляют путем нагрева до 400 С и последующего охлаждения до комнатной температуры, В результате многократных термоциклов 400=20 С происходит стабилизация аустенита по отношению к образованию я-фазы при охлаждении, После такой обработки сталь имеет преимущественно аустенитную структуру, в результате чего снижается предел текучести (сто,2 = 280 - 300 МПа),При более низких и более высоких температурах нагрева при проведении термоциклов процесс стабилизации аустенита по отношению к образованию я-фазы при охлаждении выражен в меньшей степени,Наиболее сильно стабилизация аустенита проявляется после 10 циклов 4006."20 С. При небольшом числе циклов ф 3) происходит дестабилизация аустенита по отношению к у -+ е-превращению при охлаждении, что вызывает увеличение доли я-фазы в структуре, но уменьшает возможность образования ее в изотермических условиях и при испытании механических свойств. А при числе циклов, превышающих 10, происходит дестабилизация аустенита по отноше.нию к образованию я -фазы, так как при увеличении продолжительности и ребывания стали при температуре нагрева снижается фазовый наклеп аустенита. В результате этого также уменьшается количество изотермически образовавшейся ефазы, что не дает возможности получитьвысокие значения предела текучести.5 После 10 циклов 40020 С дополнительно определяют температуру началау-эя -превращения при охлаждении (Мнчи проводят изотермическую выдержку притемпературах ниже М на 20 - 120 С в те 10 чение 30 - 50 ч. При этом получает развитиеу -ф е -превращение в изотермических условиях. Изотермическая выдержка при температурах менее чем на 20 С и более чем наЕ120 С отклоняющихся от М нецелесооб 15 разна, так как при этом существенно замедляется скорость изотермическогоу -+ е -превращения. При этом не достигаетсязначительного повышения прочностных характеристик, особенно предела текучести.20, Время выдержки при температуре нижеМна 20 - 120 С, определенной после термоциклов, выбрано 30-50 ч. При меньшемвремени выдержки количество е -фазы, образовавшейся в изотермических условиях,25 не достигает максимума и, соответственно,не достигается наибольшего вклада в повышение предела текучести. Увеличение жевремени выдержки при выбранной температуре более 50 ч делает процесс непроизво 30 дительным и не дает заметного повышениямеханических свойств, так как у -э я -превращение завершается за указанное вышевремя,П р и м е.р. Разрывные образцы закален 35 ного с 1150 С сплава Г 19 подвергали 10циклам фазовых переходов 40020 С, Нагрев образцов осуществлялся в солянойванне (50 йаИО 2 + 50 МаМОз), Времявыдержки при температуре 400 С составля 40 ло 5 мин. Охлаждение до комнатной температуры проводили в воде.После 10 термоциклов проводили изотермическую выдержку при температурах,на 20 - 120 С более низких, чем температура45 начала у -э е -превращения при охлаждениич 6после термоциклов, Мн для Г 19 составляет40 С, а для Г 22 0 С, Время изотермическойвыдержки составило 48 ч,Испытания механических свойств про 50 водили по стандартной методике на машинеИМ 12 А.После обработки предлагаемым способом обеспечивается более высокий уровеньпредела. текучести при достаточной пла 55 стичности, чем в известном способе. Сравнительные данные представлены ваблице.Так после обработки по оптимальномурежиму предел текучести составил 456 МПа,что в 1,6 раз превышает его значение при1731835 обработке известным способом. При этом предел прочности превышает значение известного, а характеристики пластичности сохраняются на достаточно высоком уровне: д = 25%, ф = 34% (в известном способе Д = 30%, ф = 32%). Формула изобретения Способ обработки двухфазных у + я железомарганцевых сплавов, включающий заОбработка Механические свойства(т, МПа оо,2, МПа 990 840 15 850 430 28 21 860 280 30 32 876 456 25 34 865 435 15 870 25 455 32 18 820 400 25 800 370 22 27 Составитель С, ДеркачеваРедактор Н, Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий Заказ 1558 Тираж 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 Закалка и деформация 7% при. Закалка с 1150 С и термоциклирование 40020 С 3 циклаЗакалка с 1150 С и термоциклирование 400 =20 С 10 циклов (известная)Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при 20 С 48 ч (оптимальный режим) Закалка с 1150 С и термоциклирование 400 .-20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при -70 С 30 чЗакалка с 1150 С и термоциклирование 400 -"20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при 20 С 50 чЗакалка с 1150 С и термоциклирование 400 Ф 20 С 10 циклов и изотермическая выдержка при -90 С 24 чЗакалка с 1150 С и термоциклирование 40020 С 10 циклов и изотермическая выдержка при 50 С 60 ч калку, термоциклическую обработку в ин. тервале 20 - 400 С при числе циклов 10, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, целью повышения предела текучести при сохранении пла стичности, после термоциклическойобработки определяют температуру начадила у-е-превращения при охлаждении Мн ичпроводят изотермическую выдержку в течение 30 - 50 ч при температурах ниже Мй на 10 20 - 120 С.