Способ термической обработки доэвтектоидных сталей с видманштеттовой структурой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ (11) 59 4 С 21 Р 1/78 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов(56) Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1980, с. 192-197.Новиков И.Н. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978, с.148-149(54)(57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДОЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ С ВИДМАНП- ТЕТТОВОЙ СТРУКТУРОЙ включающий нагрев до температур выше Ас и охлаж 1 дение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения деформируемости, снижения энергозатрат,повышения производительности, нагрев ведут со скоростью 50-200 град/мин до температур в интервале от Ас + + 30 С до Ас , а охлаждение начинаютонепосредствейно с момента достижедния температуры нагрева.1 12Изобретение относится к термической обработке сталей и предназначено для использования при термообработке проката,Цель изобретения - улучшение де-,формируемости, этот способ обеспечивает снижение энергозатрат и повышение производительности за счетснижения температуры нагрева, повышения скорости нагрева и исключениявыдержки.Доэвтектоидные стали с видманштеттовой структурой нагревают соскоростью 50-200 град/мин до температур в интервале от (Ас 1 +30 С)до Ас и охлаждение начинают непо 3средственно с момента достижениятемпературы нагрева.Температура, нагрев до которойуже приводит к устранению видманштет.товой структуры, зависит от скорости нагрева, причем эта зависимостьнеоднозначна - с увеличением скорости нагрева данная температура сначала снижается,а затем повышается.Выбранная скорость нагрева позволяет устранить видманштеттову структуру в стали после нагрева до минимально возможных температур, которыедля заявляемого способа находятся винтервале от (Ас +30 С) до Асзчем объясняется и выбор данного интервала. Кроме того, рассмотренныеусловия нагрева стали позволяют устранить видманштеттову структуру ужек моменту достижения температуры нагрева, поэтому выдержка при этойтемпературе не требуется.Для осуществления предлагаемогоспособа наиболее целесообразно использовать проходные печи, применяемые для термообработки листового исортового проката.Предлагаемый способ применяюттолько для доэвтектоидных сталей,поскольку видманштеттова структура образуется в сталях с содержанием углерода до ж 0,4%.Выбор скорости 50-200 град/минобусловлен тем, что нагрев сталисо скоростями данного интервалапозволяет устранить видманштеттову структуру при минимально возможных температурах нагрева. При нагреве стали со скоростями меньшими 50 град/мин или большими200 град/мин видманштеттова структура устраняется при более высокихтемпературах нагрева, 01327 г 45 50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 40. Нижний предел температуры нагрева (Ас +30 С) выбран потому,чтонагрев стали до более низких температур не гарантирует устранениевидманштеттовой структуры.Верхний предел температуры нагрева Ас выбран потому, что нагрев до более высоких температурвновь приводит к образованию видманштеттовой структуры,Изобретение иллюстрируется следующими примерами.Образцы размером 10 хЗОх 150 ммиз стали 20 и 35 с видманштеттовой структурой одинакового балла 3подвергали термической обработке,которая заключалась в нагреве доАс и выше и охлаждение на воздухе, Образцы каждой стали нагревали со скоростями 2;25;50;100;200;225; 300 град/мин до температурАс,; Ас 1 + 20; Ас 1 +30; Ас +50;Ас ; 900; 940; 1000 С, далее образцы, нагретые со скоростью 2 град//мин, подвергали выдержке 1 ч и затем охлаждали (прототип),а все остальные образцы охлаждали без выдержки, т.е. непосредственно с момента достижения температуры нагрева. На основании изучения микрострук-туры охлажденных образцов определяли балл видманштеттовой структурыпо ГОСТ 5670-68. Результаты приведены в табл.1, причем Ас 1 фиксировалидля стали 20 при 710 С, для стали35 при 715 С,Ас для стали 20 при .о.=840 С, для стали 35 при: 800 С.У образцов обеих сталей с видманштеттовой структурой и у образцов этих же сталей без видманштеттовой структуры определяли ударную вяз.кость и проводили испытания на осадку при комнатной температуре, т.е.определяли способность выдерживатьпластическую деформацию осадкой до появления трещин. Испытания на осадку характеризовали степенью деформации ( Я ). Полученные данные при. ведены в табл.2.Кроме того, проводили сравнение . деформируемости образцов из стали 35,в которых видманштеттова структураустранена обоими способами. Результаты приведены в табл.З. Из приведенных данных следует, что предложенный способ позволяет по сравнению с прототипом измельчить зерно и соответственно повы1201327 Таблица 1 Температура Скорость нагрева, град/мин 2 25 50 00 200 225 300 Марка стали 3 3 3 3 .Э 3 3 2 2 3 710 20 3 3 3 3 2 3 730 740 3 3 0 00 0 3 33 0 0 0 3 2 0 0 0 2 2 О 0 . 0 0 0 01 760 0 0 д 840 0 0 900 940 1000 1 1-2 1 13 3 3 3 3 3 3 3 3 2 35 75 735 0 0 745 3 2 0 3 2 0 0 0 3 010. 0 0 765 800 900 3 0 О 0 0 940 0 0 0 1 1 1. 1-2 1-2 1000 сить ударную вязкость и улучшить деформируемость стали.Изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает устранение видманштеттовой структуры при тем пературах на 190-200 С ниже. Таокое снижение температуры, нагрева обеспечит уменьшение энергозатрат не менее чем на ф 207., даже без учета сокращения длительности нагрева и связанных с этим потерь энергии.Увеличение скорости нагрева и устранение выдержки после нагрева в предлагаемом способе по сравнению с прототипом позволяет повыситьпроизводительность на 25-307.Таким образом, термическая обработка по предлагаемому способу приводит к улучшению деформируемости напримере осаживаемости в 1,5 разаи позволяет повысить уровень ударнойвязкости, особенно при отрицатель- О ных температурах в э 2 раза. Это, вконечном итоге, обуславливает получение проката более высокого качества. 1 1 3 3 3 3 2 3 1 3 0 3 0 0 0 11-20 20 0 80 35 0 20 66 35 40 Таблица 3 Ударная вяз- Осажи-кость, Дж/см , ваемость, при +20 С ( Е ),Х Баллзерна Способ обработки ТемператураОнагрева, С 62,5-63,5 57-62,5 765 Предложенный 66-50940 Прототип Составитель И.ЛипгартРедактор М.Недолуженко Техред Т,Тулик Корректор В. Синицкая,Заказ 7963/24 Тираж 552 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Балл видманштеттовой структуры 133-13662,5-63,5105-11257-5-58,5 112-1445,5-45,553-5613,5-24,5 Испытаниянаосадку,а), х