Способ обработки стали

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Сов 4 иалистически Республик(11) 594190 6) Доттолнительное к авт. саид-ву -: 1)М. К Щ ЗаявЛЕНО 18.10.76 (21) 2413288 11 1/78 с присоеаннен Гевудзрвтввнный нвантнСнввтз Инннстрнв СССРЗО двнзю нзвзрвтзнннн Отнрытнй 23) Приоритет -3) Оттублнковано 2502,78. Бюллетень 3 Й 7 УДК621.785.7 Э(08 45) Дата опуб яований описания 02027(73) Заявите еталлургии нститут черно 54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛ о наклепа при превраще зовании фаниичес ивлеИзобретение относится к терми кой обработке стали.Известны способы обработки стали, позволяющие получать в стали сверхмелкое зерно, которое обеспечивает высо кие пластические и прочностные свойства, высокую хладостойкость, а в условиях деформации при температурах0,4 температуры плавления и скоростях деформации 10 - 10 секпрояв ление эффекта сверхпластичности.Известны способы обработки стали для получения сверхмелкого зерна путем легирования сталей элементами, образующими мелкодисперсные устойчивые 15 карбиды и путем пластического деформирования с определенными степенями при повышенных температурах с последующим нагревом или без него 111 и 121.Известен также способ обработк стали путем многократного осущест нияа нпревращения 13Первые два способа основаны на использовании, с одной стороны, зародышевого действия мелкодисперсных частиц- второй фазы, а с другой, - на барьерном;эффекте от частиц, весьма мешенйо укрупняющихся при повышенных тем" пературах. Третий базируется на исполь1,едосаткази первого способа явля"ется необходимость не только введенияв сталь строго определенных количествтогО Или ИКОГО карбидООбразующеГО 9 ЛЕмента, но и соблюдение регламентированных по времени и температуре условий горячей пластической деформации,обеспечивающих заданную дисперсностьспециальных карбидов и выделение ихв определенном температурно-временноминтервале,К недостаткам второго способа относятся трудность подбора суммарных степеней деформаций и их дробности, температуры деформации, а также последеформационных выдержек, обеспечивающихполучение сверхмелкозернистой структуры.Третий способ недостаточно техиологичен из-за необходимости многократного повтореиияожпревращения и, кроме того, требует специальных мер, правотвращаюших коробление изделий, ихокисление и обезуглероживание.наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ обработки стали, включающий горячую пластическую деформацию,И 0,45 С, закаливают на мартенсит,Формула изобретения закалку с высоким отпуском, холодную пластическую деформацию и рекристаллизационный отжиг 4Недостаток этого способа заключается в том, что после закалки сталь подвергается отпуску при температурах, близких к критическим 700-720 С, При столь высоких температурах отпуска карбидные частицы достигают значительных размеров, а в ферритной матрице начинают проходить процессы рекристалльэации, приводящие к укреплению зерен. Последующая холодная пластическая деформация и рекристаллиэационный отжиг приводят к дальнейшему укрупнению карбидных частиц и росту ферритных зерен.Структура, полученная по такому Способу, приведет к снижению склонности к холодному формоизменению н подавлению эффекта сверхпластичности.Цель изобретения - получение равномерной сверхмелкоэернистой структуры, обеспечивающей повышение склонности к холодному формоизменению и реализации эффекта сверхпластичности.Это достигается тем, что отпуск после закалки производят ниже температуры рекристаллиэации мартенсита при 400"650 С, а холодную пластическую деформацию осуществляют со степенями 10-40, при этом нагрев под последующий рекристаллизационный отжиг ведут со скоростью 10-300/сек.В зависимости от содержания в "тали углерода температура отпуска может варьироваться. Для сталей с 0,3-0,4 углерода оптимальной температурой отпуска является 400-450 С, а для сталей с 0,8-1,0 углерода - 600-650 С,Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что сталь закаливают на мартенсит, отпускают при температуре 400-650 С, затем подвергают холодной пластической деФормации со степенью 10-40 и отжигают при температуре рекристаллизацин. Причем скорость нагрева под рекристаллизацнонныя отжиг составляет 10-300/сек.Закалка стали на мартенсит и отпускОпри 400-650 С необходимы для полученияглобулярных карбидов, равномерно распределенных в перекристаллизованнойматрице, дисперсность которых регулируется температурой и длительностьюотпуска.Для формирования в стали сверхмелкоэернистой структуры необходимо после отпуска ввести в материал определенный избыток дислокаций одного зна- ,ка перед рекристаллизационным отжигом. Это осуществляется с помощью холодной пластической деформации, а диапазон деформаций от 10 до 40 в сочетании с различной температурой отпуска после закалки позволяет при последующем отжиге получать различный размер ферритного зерна и карбидных частиц. Деформация менее 10 близка к критической и может привести к нежелательному укрупнению зерна. Повьюение деформации выше 40 нецелесообразно из-за возможного образования трещин при холодной деформации стали, отпущенной при 400- 650 С.Еще одним рычагом, позволяющим регулировать размер зерна феррита, является скорость нагрева под отжиг, которая выбирается исходя иэ температуры отпуска после закалки и степени холодной пластической деформации.П р и м е р 1.Сталь, содержащую отпускают при 450 С, подвергают холодной пластической деформации с обжигом 20, а затем отжигают при 650 С, причем нагрев под отжиг ведут со скорос- ью 20 сек.В результате такой обработки размер зерна феррита составляет 3-5 мкм, а временное сопротивление разрыву 60 кг/мм , относительное сужение272 .П р и м е р 2.Сталь, содержащую 0,8 С закаливают на мартенсит отОУ пускают при 600 С, подвергают холодной пластической деФормации с отжигом 40, а затем отжигают при 680 С, причем нагрев под отжиг ведут со скоростью 50 /сек. В результате такой обработки размер зерна ферркта составляет 1-2 мкм, временноесопротивление разрыву кг/мм, относительное сужение - 64 . П р и м е р 3,Сталь, содержащую 0,8 С, закаливают на мартенсит, от"пускают при 500 С, подвергают холодной пластической деформации с обжатием 30, а затем отжигают при 680 С,причем нагрев под отжиг ведут со скоростью 100 /сек,45.После такой обработки при последующей пластическо 1 деформации при 680 Ссо скоростью 10 сек достигаетсяудлинение 25-280 , а предел текучести 7-9 кг/мм Способ обработки стали, включающийзакалку с отпуском, холодную пластивв ческую деформацию и отжиг, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью получения сверхмелкого зерна, отпускпроизводят ниже температуры рекристаллизацин мартенсита при 400-650 С, хо" 60 лодную пластическую деформацию осуществляют со степенями 10-40 , а нагрев под отжиг ведут со скоростью 10300 в/ сек.Источники информации, принятые во бя внимание при экспертизе594190 Составитель Г.ШевченкоТехред И.Климко Корректор П.Макаревич Редактор Л.Лашкова Тираа 715 Подписное Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва, Е-Э 5, Раушская наб., д. 4/5