Способ термической обработки доэвтектоидной стали

) Авторымзобретеммя Посо иронт и асноярский ордена Трудового Красного Зйамени.,институт цветных металлов им. М,И.Калинина 71) Заявмтел(5 Й) СПОСОБ ТЕ ЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДОЭВТЕКТОИДН СТАЛИ А 50-80 о чем ко 5-б 2Нед термиче что по он не ства,таток известного спос кой обработки состоит шая пластичность стал ияет на ее прочностны том,о своиовыше и пла е ее ично стигаетсябу термичеидной стал ование спромежуательнымермоциклитемперати на 5 кой при таждения о т роемИзобретение относится к техноло. гии термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для обработки полуфабрикатов и изделий из мало- и среднеуглеродистых доэвтектоидных сталей, например строительных, фасонного и сортового проката, листов, лент и др.Известен способ термической обработки доэвтектоидной стали (нормализация), включающий нагрев до температуры на 30-50 оС выше точки Ас, выдержку при этой температуре и охлаждение на воздухе 13Недостатком этого способа термической обработки доэвтектоидной стали является то, что повышение прочностных свойств стали не сопровождается необходимым повышением ее пластичности.Известен также способ термической обраоотки доэвтектоидной стали, включающий термоциклирование с ускоренным нагревом выше температуры 30-50 оС и охлаждением на.ниже температуры Ас., причество циклов составляет оЦель изобретенияпрочности при сохраненти,Поставленная цель дтем, что согласно спос15кой обработки доэвтектвключающему термоциклинагревом выше точки Асным охлаждением и оконлаждением на воздухе,вание ведут в интервална 5-30 оС ниже точки Авыше точки Ас с выдерпературах нагрева и охс/мм 850770 680 7,7 48,3 51 ормализация 33,2 32,2 72,3 звестный спос 3 9 1 до 15 мин, причем количество. циклов составляет от 3 до 10.Термоциклирование в межкритицеском интервале температур, вызывая чередующееся повторение процессов взаимного растворения-выделения между ферритом и аустенитом, способствует получению благоприятного структурного состояния ферритных и аустенитных участков в конечной структуре стали, приводящее к повышению прочности и пластичности сталиКроме структурных превращений, обусловленных осуществлением повторно чередующихся процессов частичной фазовой перекристаллизации в основном твердом растворе стали при таком термоциклировании могут протекать процессы коагуляции и сфероидизации частиц избыточных примесных фаз, обусловленных металлургической природой стали (нитридов, Фосфидов и др.), устраняя (или уменьшая) вредное влияние этих примесей, цто в конечном счете также повышает пластичность стали.Многократное чередование превраще ния аустенитферрит приводит к существенному внутрифазовому наклепу структурных составляющих, что наряду с повышением пластичности позволяет одновременно обеспецить рост прочностных свойств, тогда как в известном способе термоциклической обработ ки прочностные свойства либо не изме няются по сравнению с нормализованным состоянием, либо даже уменьшаются.Температуры нагрева (ниже точки Ас 9 на 5-30 С) и охлаждения (выше точки Ас на 5-30 С) необходимы для сохранения при каждом нагреве и каждом охлаждении в процессе термоци лирования соответственно некоторого количества непревратившегося феррита (при нагревах) и .аустенита (при охлаждениях), что предотвращает рост образовавшихся при предыдущем цикле Вариант обработки Режимы обработки фзерен соответственно аустенита либоферрита,Выдержка при верхней и нижнейтемпературах термоциклирования необходимы для установления Фазовогоравновесия между аустенитом и избыточным ферритом соответственно приверхней и нижней температурах термоциклирования, и для получения требуемого их количества на каждой стадии термоциклирования, Выдержка необходима для обеспечения развитиядиффузионного превращения, каким является превращение аустенитферрит,как при верхней, так и при нижнейтемпературах термоциклирования,П р и м е р. Сталь марки ВСт 5 пс 2ГОСТ 380-71 в виде прутков диаметром 20 мм подвергают термическойобработке с применением термоциклирования, Сталь нагревают в печах сопротивления до верхней температуры термоциклирования (790 оС), выполняютвыдержку при этой температуре, охлаждают переносом в другую печь, имеющуютемпературу, равную нижней температуре термоциклирования (740 оС), проводят повторную изотермическую выдержку, затем вновь осуществляют нагревдо 790 С для нового цикла термоциклирования. Термоциклирование с изотермицескими выдержками при верхнейи нижней температурах термоциклирования осуществляют от 3 до 10 рази после последнего высокотемпературного нагрева и выдержки сталь охлаждают на спокойном воздухе.Кроме того, часть образцов подвергают нормализации с температуры850 С с выдержкой 30 мин и охлаждением на воздухе, а также анализируют механически свойства стали, обработанной по известному способу.Испытания механических свойствпри растяжении выполняют на пятикратных образцах. Режимы обработки иполученные результаты испытанийприведены в таблице. Механические свойства937524 Продолжение таблицы Вариант обработки Режимы обработки Механические свойства А; ТВ Тн, Время, Количествоо С оС мин . циклов вкгс/мм 6 цФ 67 6 57,0 243 68,0 69,5 58 7 28,6 75 4 68 5 50,3 27,6 687 10 ВНИИПИ Заказ 4381/35 Тираж 587 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемый способ 790 740 15 790 740 5 790 740 3Из приведенных данных видно, что,применение предлагаемого способатермоциклической обработки доэвтектоидной стали обеспечивает повышение прочностных характеристик присохранении пластичности по сравнениюс обработкой по известному способу.Применение предлагаемого способатермоциклической обработки доэвтектоидной стали обеспечивает повышение пластических характеристик (относительное удлинение и относительное сужение) в 1,5 1,6 раза припрочностных характеристиках примернона 103 превышающих наиболее высокиезначения временного сопротивленияразрыва и предела текучести стали,достигаемые при известных способах3термической обработки, напримерпри нормализации.Использование предлагаемого способа термической обработки доэвтектоидной стали обеспечивает по сравнению с известным способом (нормализацией) принимаемым за базовый,следующие преимущества:возможность уменьшения сечения,например строительных профилей на45-10 за счет роста прочностныхсвойств стали на 103 что соответст.вует уменьшению расхода стали накаждой тонне до 50-100 кг. Экономический эффект на тонну строитель"ной стали при этом составляет 4509 руб,; возможность уменьшения числапроходов при деформации и числа промежуточных отжигав для заготовок,подвергаемых холодной прокатке, холодному волочению и т.д. за счетповышения пластичности, что приведет к снижению трудоемкости изготовления продукции.формула изобретения1. Способ термической обработкидоэвтектоидной стали, включающий термоциклирование с нагревом выше точки Ас, промежуточным охлаждениеми окончательным охлаждением на воздухе, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения прочностистали при сохранении ее пластичности,термоциклирование ведут в интервалетемператур на 5-30 оС ниже точки Яси на 5-30 оС выше точки Яс 1 с выдержками при температурах нагрева и охлаждения от 1 до 15 мин.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что количество цикловсоставляет от 3 до 10,Источники информациипринятые во внимание при экспертизеНовиков И.И. Теория термической обработки металлов, "Металлургия",1978, с. 153-155.2. Федюкин В.К. Термоциклическаяобработка сталей и чугунов, Л., Издво Ленинградского университета, 1977,с. 24-27.