Способ термомеханической обработки сталей

(22) Заявленс 22.12,75 (21) 2302132/с присоединением заявки (51) М. КлС 21 О 7/14 С 21 а В/ОО Гоеударвтеенньй неннтет Совета Мнннстраа ССбр по делан необретеннй н атнрнпнй(43) Опублиновано 25,05.77,Бюллетень19 (45) Дата опубликования описания 21.09.77(72) Авторы изобретен 1) Заявите Изобретение относится к области горячей обработки сталей и может быть использовано при разработке техноло ни изготовления деталей нз кованых и катаныхпрутков сечением до 60 мм низкоуглеродистых мартенситных и мартенситностареющих сталей.Известные способы формирования структуры мартенситностареющих сталей перед"старением включают обычно закалку 11.При разработке втихспособов не уделяечся внимания тому, что перед термическойобработкой структура должна быть сформирована определенным образом в процессегорячей деформации. Поэтому известныеспособы термической обработки, напримерзакалка 820 С, которая считается стандартной для мартенситностареющих сталей, мсгут давать как высокив, так и пониженныесвойства в зависимости от структуры полуфабриката,Известен способ, который позволяет получить определенную структуру в процессе горячей деформации - ВТМО (высокотемпературная термомеханическая обработка),вонаклепаыног на 20-100 С,огда горячая деформация,осуществляется прнтемпературах выше А и условияхэ предотвращающих рекристаллизацию, с последутощей немедленной закалкой, отпуском нлн Ь старением Е,2.Этот способ позволяет обеспечить равнозврнистую нерекристаллнэованыую структуру кованых и катаных прутков из ниэкоуглероднстых мартенситных и мартенсити ностареющнх сталей, нб при этол не достигается тот высокий комплекс свойствкоторый может быть получен на зтнхсталж, в этом случае могут быть особенно понижены значения сопротивления хор Еа рознонному и водородному растрескиванию.Целью изобретения является повышениевязкости, усталостной прочности, сопротивления коррозионному и водородному растрескиванию при некотором повышении проч но:тн низкоуглероднстыхмартвнситных н мартенситностареющнх сталей.Это достигается путем применения ВТМОи последующего нагрева с нолученнем фазоо аустеннта при температурахвыше температуры Лс и на(ЭТМО + 760 оС +маргенситноепревращение 180-40 С+старение530 С 230 70 Сравнение свойств мартенситной стаУег ному н предлагаемому способу показаноОЗХ 12 Н 10 МТ после обработки по извесль ф в табл. 2. 370-100 С ниже темперагуры рекристаллиза- цин с последующим охлаждением на мартенсит. ВТХО позволяет сформировать требуемую равномерную структуру полуфабриката. Пос ледующий нагрев с получением фазовонаклепаиногр аустенита приводит при последующем мартенснтном превращении к образованию мартеысита, наследующего тонкую структуру этого аустеннта, что обеспечивает вы о сокий комплекс свойств низкоуглеродистых мартенситных сталей, а для мартенсцз ностарекицих сталей этот эффект сохраняеься и в процессе старения при повьпненных температурах (500-600 сС)15Температура нагрева для получения фа-. зовонаклепанного аусте нита должна обеспечивать следующие условия;полное превращение в,аустенит (нагрев выше Ас ) гомогенизадию химической и структурной 26 неоднородности аустенита (например;. выравнивание состава аустенита поникелю, хрому растворение интерметаллндо); сохранение максимального эффекта фазового наклала в аустените который тем выше, Б чем ближе температура нагреча к температуре Ас . Именно из этих соображений оговорены н температурные пределы нагрева - на 20-100 о выае температуры Ас., но на 70-100 С ниже температуры Морекристаллизапии, так как рекристаллнза цня полностью снимает положительное влияние фазового ыаклепа на свойств мартенситных и мартенситностареющнх сталей.Для усиления положительного влиянии нагрев с получением фазовонаклепанного аустенита и последующее мартенснтное превращение могут быть повторены два или три раза.Для получения фазовонаклепанного аустеннта можно выбрать следующие температуры нагвне: температура рекристаллизации 850 С, температура Ас 720 С, температура нагрева 760 С.При выборе температуры нагрева под закалку следует учитывать, что для одной и той же стали температура рекристаллизации может значительно меняться прн переходе к другому методу выплавки, Так, для стали Н 18 КОМ 5 Т открытой выплавки с последующим вакуумнодуговым переплавом температура рекристаллизации равнао3900 С, а для той же стали, выплавленной в вакуумных печах с последующим электроннолучевым переплавом, температура рекристаллизации может снижаться до 820 оС.Результаты исследования горячекатаного друтка диаметром 18 мм стали Н 17 К 12 МБТ йослз предварительной обработки и старения при 630 С приведены в табл. 1,Таблица 2 4, приС,окгм/см кг 1 мм Способ обработки 113 Предлагаемый(ВТМО + 7 50 оС +отпуск 500 С) йо способу ВТМО ивляетск нвобходйумусловием получения высоких свойств соэтаренного или отпущенного мартвнсита,обрвзовввшегося иэ фвзов онвклепанасиоаустенита, Если при горячей 4 вформапиифне соблюдаются условия ВТМО, то и закалка ив состояния фвэовонаклвпавного аустенита дает низкие энвчеыня характеристикнадежности. Влияние структуры полуфабриката иасвойства мартеиситыостареющвй сталиОЗН 18 КОМ 6 Т и мартвнаитяой сталиОЗХ 12 Н 1 ОМТ приведено в табл. 3. Таблице 3 ковка при температуре 1100-1200 С+ закалка 780 С + створепке 520 С ОЗН 18 К 9 МВТ ВТМО + закалка 780 С+старение 520 С 90 ковка пуи температуре 1200 С + звквлкв 750 С + отпуск 500 СОЗХ 12 Н 1 ОМТ 0,8 ВТМО + закалка 750 С+отпуск 500 оС 7,0 ных нагрузок, в присутствии коррозионно ак-тивных сред и т.д,Способ термомехаиической обрвботки с гвлей, преимущесзаенно низкоуглеродистых мвртеыснтных и мартенситыоствреющих, вклюИзвестный(ВТМО+ отпуск 600 С) Данныеприведенные в табл. 1 и 2, пс 4 тверждают, что комплекс свойств ниэкоугле- родистых мартэнси ных и мартенситноста-, реющих сталей после предлагаемого способа обработки значительно вылив, чем после ВТМО, хотя ВТМО рекомендуется квк способ обработки сталей, повышающий хвракте- в ристики надежности нри некотором повышении прочности, Эти примеры демонстрируют, что для достижения, высоких свойств необходимо после ВТМО проведение нагрева с получениемфазовонакленанного аустенита и последующее мартенситное превращение.Однако прсведенне горячей деформации Приведенные примеры показывают, что применение предлагаемого способа термоме ханической обработки ниэкоуглеродистых мвртеиситных и мартенситноствреющих сталей позволит значительно повысить нвдежость работы этих сталей в различных экспатацнонных условиях, в условиях перемен- бо Формула изобретениичающий горячую пластическую деФормацию, совмещенную с закалкой, отпуск или старение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения вязкости, прочности и ус талостной прочности, сопротивления коррьзионному и водородному растрескиванню, после горячей деформации, совмещенной с заквлкой, производят нагрев стали до температуры на 2 ОоС выше точки Ао С и иа 70-400 С ниже температуры рекристаллизацин с последующим охлаждениемна марте нсит.Источники информацюц принятые во внимание при експертнзеф,51. Потак Я. М. Высокопрочные стали,.М.,"Металлургия", 1972, с, 116-117,2. Бернштейн М. Л. Термомеханическаяобработка металлов и сплавсв. М., "Метал 1 о дургиным, 1968, с. 22.Составитель Г. Бевченко Редактор Т. фадеева Техред, р. Левицкая Корректор С, Шанм Заказ 1623/84 Тираж 693 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113038, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/8филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4