Способ изготовления изделий

- РЕСПУБЛИК УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Институт металлофизикиинской ССР и Всесоюзный научследовательский институт метпромыщленности. 2. Колпащников А.И., БелоМануйлов В.ф. Высокопрочнаяющая проволока. М., "Металлу1971, с.13-15, 43-45.ЯО 1 025744 а)С 21 0"9/52 С 21 0 1/ 8 ИЗГОТОВЛЕНИЯ Ипроволоки и леей аустенитногустенитизациюдеформацию, отем, что, с цельюческих свойств изденитизации проводят50 фС. преимущественно нержавеющих ста са, включающий товки и холодну ч а ю щ и й с я повыаения пласт лий, после ауст отпуск при 5505 10 15 20 25 30 40 50 55 Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталепроволочном производстве при изготовлении пружинной иканатной проволоки из сталей аустенитного класса.Известен способ изготовления холоднотянутой проволоки из сталей аустенитного класса, включающий закалку от температур 1000-1100 С, холодное волочение и заключительный отпуск при 400-5000 С 1 .Нагрев .до высоких температур осуществляют . с целью растворения карбидных частиц и гомогенизации аустенита. Заключительный отпуск преследует цель вызвать структурные изме" нения в мартенсите, образовавшемся при деформации, что позволяет достичь дополнительного упроцнения проволоки, а также повысить коррозионную стойкость. При холодной деформации сталей со стабильным аустенитом мартенсит деформации не образуется и применение завершающего отпуска становится нецелесообразным.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления изделий, преимущественно проволоки из аустенитной стали, включающий аустенитизацию заготовки и холодную деформацию 2.Пластическая деформация такой стали вызывает понижение пластичности (числа перегибов и скручиваний проволоки), что ограничивает возможность ее применения для изготовления канатов и пружин сложной формы, где предъявляются высокие требования по пластичности.Цель изобретения - повышение пЛастицеских свойств изделий.Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий, преимущественно проволоки и ленты из нержавеющих сталей аустенитного класса, включающему аустени-. тиэацию заготовки и холодную деформацию, после аустенитиэации проводят отпуск при 550-850 С по режиму, исклюацающему выделение второй фазы. Повышение пластических характерис. тик под влиянием отпуска объясняется следующим.При холодном волоцении в однофазной аустенитной стали образуется ориентированная дислокационная яцеистая структура. В процессе последующегоизгиба или скручивания при формировании пружин или свивке каната происходит перестройка этой структуры собразованием бездислокационных каналов деформации, цто локализует деформацию и вызывает быстрое разрушение.Аналогичное явление имеет место и в случае, когда в результате больших степеней суммарной, деформации при изготовлении проволоки иэ сталей с нестабильным аустенитом последний полностью переходит в мартенсит, так как структура также становится однофазной;Наличие же второй фазы, например, в перлитной стали затрудняет локализацию деФормации. Техническая сущность предлагаемого решения состоит в формировании при отпуске псевдодвухфаэной структу" ры эа счет расслоения-твердого раствора по элементам внедрения (углерод, азот), замещения (хром, никель, медь, молибден) и. создании таким образом субмикронеоднородностей в пределах однофазной структуры. Имеющиеся после волочения области субмикронеод" нородности состава, аналогично второй фазе в перлитной стали, препятствуют динамическому возврату и соответственно локализации деформации при сменеспособа деформирования (изгиб иликручение после волочения), за счетчего устраняется опасность быстрогоразрушения. При испытаниях это проявляется как повышение чисел скручива-ний и перегибов.Параллельнос расслоениемтвердого раствора при отпуске могут проходить процессы выделения частиц второй фазы - карбидов, карбонитридов, интерметаллидов, что снижает коррозионную стойкость проволоки из-эа обеднения твердого раствора легирующими элементами и усиления электрохимической гетерогенности материала. Поэтому в случаях, когда по условиям эксплуатации от изделий требуется высокая коррозионная стойкость, отпуск приводят по температурно-временному режиму, исключающему образование второй фазы. Возможность выбора такого режима обусловлена тем, что в диапазоне температур 550-850 С расслоение-твердого раствора предшествует выделению частиц второй фазы, причем кинетика1025744 Режим отпускаперед волоче"нием НаличиепослеотпускавторойФазы Вариант Време нное сопротивлениевМПа (кгс/мм ) Число Наличие расслоения при скручи- вании скручиваний 2040 (204) 3-4 Есть 500 1 беэ отпуска (прототип) г 500 С, 15 ч 500 2050 205) 4-6 2020 (202) 7-8 Есть Нет 3 550 С, 5 ч 500 Нет Нет 500 4 600 С, 5 ч 5 690 С, 1 ч 6 690 С, 5 ч 2070 207) 13" 18 Нет 2040 (204) 1-04 Нет Нет 500 310 2060 (206) 10-14 Внутризерен Нет 2100 (210) 11-Ц 500 У 850 С,20 с 8 850 С,1 ч Нет Нет 180 Внутри и 2030 (203) 9"10 по границам зерен Нето По грани (203).чан зерен 9 920 С, 20 с 200 Есть й р и м е ч а и и е : Образ 00 ы сняты с испытаний без разруаения. но длительным инкубационным периодОМвКонкретный режим отпуска выбира-, ют в зависимости от химсостава стали и технологических соображений. В нижней части температурного интервала .0,Б 0.650 01 отпуск проводят, квк правило., в течение нескольких часов в садочных печах. При температурах 800-850 отпуск проводят, как правило, с выдержками менее 60 с развернутой нитью. Отпуск при температуре. ниже 550 С неэффективен, так как из-эа пониженной подвижности атомов расслоение не проходит в достаточной степени даже при выдержках 15-20 ч.Выше 850 С расслоение сменяется гомогенизацией аустенита по элементам замещения внутри зерна с одновременной сегрегацией примесей внедре" ния и выделением карбидов по графикам зерен, что снижает как пластичность, так и корроэионную стойкость стали.П р и м е р . Для определения оптимальных режимов отпуска исследуют 4аустенитную сталь, легированную хро,мом, никелем, марганцем, молибденом,углеродом и азотом, следующего состава,Ж: С 0,2 б; 51 0,431 Мп 0,571Сг 15,41 й 1 7,48; Мо 3,0 вй О,Об.Образцы проволоки диаметром 4,2 ммзакаливают в воду, затем подвергают 10 отпуску по различным режимам и протя"гивают на диаметр 1,3 мм. Закалкупроводят с температуры 1180 С, чтообеспечивает полное растворение избыточных.фаэ. Наличие выделений 15 второй фазы (карбонитридов) после -тотпуска определяют путем электронно"микроскопических исследований,На холоднотянутой проволоке опре.- деляют механические свойства - вре" 20 менное сопротивление разрыву (испытачния двухкратные 1 и число скручиваний на базе 130 мм ( испытания пяти-,кратные,). Кроме того, проволоку испытывают на склонность к коррозион ному растрескиванию в 423-ном кипящем растворе хлористого магния прирастягивающем напряжении 1800 ИПа( 180 кГ 7 мм).Результаты испытаний приведены втаблице. Свойства холоднодеформированной проволокиСоставитель С.Подгурский Редатор ЮвКовач Техред О.Неце Корректор ВвГирнякЗаказ 4501/21 Тираж 568 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Раушская наб., д. М 5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 10257Приведенныев таблице результаты показывают, что отпуск при 550-850 С . перед волочениеь варианты 3-8 обеспечивает повышенйую пластичность холоднотянутой проволоки, а именно увеличение числа скручиваний и нерасслаиваемость при этом виде испытаний. Оптимальные свойства достига,ются при температурах отпуска 600- .860 вС (варианты 4-8), причем с по ф вышением температуры необходимая длительность отпуска снижается. Отпуск при температурах ниже 550 С вариант 2) и виве 850 С вариант 9): неэффективен. Выделение в процессе 33 отпуска частиц второй фазывариант 6, 8, 9 1 снижает коррозионную стойкость проволокивЕсли же отпуск проводят. порежиму,исключающему такжевыделения (варианты 3-527),коррозионная 26 стойкость сохраняетсяна высокомуровне. 44 6Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение пластич" ности холоднодеформированных сталей аустенитного класса, что позволяет решить задачу создания высокопрочных коррозионностойкях канатов, пружин и других изделий. Экономический эффект при внедрении способа будет получен, в частности, за счет повышения срока службы канатов при заменеиспользуемых в настоящее время канатов из углеродистых и малолегированных. сталей с низкой коррозионнай стойкостью канатами, из готовленными из высоколегированных сталей со стабильным аустенитом. Такие канаты могут быть использованы при бурении сверхглубоких скважин, для эксплуатации в морской воде, где требования к коррозионной стойкости особенно высоки.