Способ обработки низколегированной стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН аа аи 11 С 21 0 8 ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ДЕЛАМ ИЗОБ КОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЕТЕНИЯУ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1, Быстрова Н.А. и дрй Сверхпластичность коррозионностойкойстали 15 Х 1 Н 12 С 4 П 0, -Известия вузов(54 И 57) 1. спосоБ ОБРАБотки низко- ЛЕГИРОВАННОЯ СТАЛИ, преимущественно с содержанием углерода 0,1-0,3, включающий нагрев, деформацию со степенью по меньшей мере 504 и скоростью по крайней мере 10 "с-" и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения мелкозернистой структуры и увеличения пластичности, нагрев ведут. до температур Ас- Ас +30 С, а после деформации осуществляют кратковремен.ную выдержку при этой температуре.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем; что деформацию ведут со степенью 50-70.3. Способ по пп.1 и 2, о т л им е ю нн и й с е тем, что дееормедию ведут со скоростью 1 О н - 1 О-тс-н.Способ по по.1-3, о т п и - . См ч а ю щ и й с я тем, что после де" формации осуществляют кратковремен" ную выдержку до 30 с.240 2,мелкого зерна в стали типа А 40 Г,включающий горячую деформацию в аустенитной области при .860 С со сте"пенью деформации 50 и скоростью де 5 Формации 0,1; 0,5 и 1 м/с. Размерзерна после такой обработки 17,6 мкм,но внутри зерен имеется развитаясубструктура, которая оказывает бла"гоприятное влияние на развитие сверхо пластичности 4 1Однако известный способ применимлишь для сталей, содержащих углерод .3 0,35, так как деформация низко"легированных сталей с содержаниемуглерода 0,1-0,33 не приводит к формированию в них мелкозернистой структуры, при которой сталь проявляетсверхпластические свойства.Целью изобретения является получение мелкозернистой структуры иувеличение .пластичности.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу обработкинизколегированной стали, преимущественно с содержанием 0,1-0,33, включающему нагрев, деформацию со степенью по меньшей мере 04 и скоростьюпо крайней мере 10 "с-и охлаждение, нагрев ведут до температурАс. - Ас +30 С, а после деформацииосуществляют кратковременную выдержку при этой температуре.При этом деформацию ведут со степенью 50"703..Кроме того, деформацию ведут соскоРостью 10 з - 10-1 с После деформации осуществляюткратковременную выдержку до 30 с.Указанный температурный интервалсоответствует началу процесса рекристаллизации 2-го рода, а также фазовому превращению "перлит-аустениФ,Рекристаллизация способствует.снятию упрочнения при деформации, чторезко снижает усилия деформированияи совместно с процессом выделениячастиц новой фазы способствует формированию в стали мелкозернистойструктуры. Снижение температуры деформации приводит к подавлениюпроцессов разупрочнения и к резкомуростуусилий деформирования. Повышение температуры выше Ао +30 С способствует увеличению размеров зерен. Выбранный интервал содержанияуглерода обусловлен Фаэовйми составами сталей в указанном интеовалетемператур деформации, В сталях ссодержанием углерода 0,1-0,34 в ин 1 1027Изобретение относится к металлур"гии и обработке металлов давлениеми может быть использовано для перевода низколегированных сталей с со-.держанием углерода 0,1-0,33 в сверхпластическое состояние,Основным условием проявления сверхпластичности у металлов и сплавовявляется мелкозернистость структуры.Известен способ получения мелкозернистой структуры, заключающийся вхолодной деформации до больших степеней обжатия (913) и последующем отжиге при 820"870 С в течение 1 ч.В результате такой обработки сталь 15имеет мелкозернистую рекрйсталлизованную структуру с размером зерен1"3 мкм 1 Д.Известен способ перевода низколе-.гированных сталейв сверхплаатическоесостояние, включающий холодную деФормацию на 70 и последующий быстрый нагрев до температуры выше Ас,соответствующей области сС +фаэ.В течение короткого промежутка вре- р 5мвни после достижения температурыдеформации сталь находится в пере- .ходном состоянии, характеризуемом. структурной нестабильностью и проте"канием процессов рекристаллизации,что способствует проявлению свВрхпластических свойств 12 1,Недостатком этих способов являет"ся необходимость предварительной деФормации металла в холодном состоянии,что требует больших усилий и трудноосуществимо на крупногабаритных заго.товках.Известен способ измельчения зер"на, включавший гомогенизацию сталипри температуре выше 1150 С и после.дующую термоциклическую обработку,заключающуюся в многократном череддвании высокоскоростных нагревов выше температуры Ас, выдержки и последующего охлаждения 3Недостатком данного способа явля-,ется невозможность использования егодля измельчения зерна в крупногаба.",;ритных заготовках из"за сложности обеспечения их высокоскоростного нагре" 50ва и охлаждения. Способ не всегдаобеспечивает измельчение зерна до величины, при которой низколегиромнная сталь проявляет сверхпластичность, 55Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ полученияГВе Ет те аеаевт ьЕЮЩ Е 4 В Е Скорость. деформации Й, с-", при3 Деформация при температуреС Показатели Способ 30 502 16 7 16 70 14,9 15,1 14,5 д,мкм звест ый 5658 66 56 56 58 к 7,4 7,5".Предлагае мый 00 д 96 116 8 12 90 3 1027240 4 тервале температур А -(Ас 1+30"С)ф до 700 720, 750, 800 и 860 еС и десодержится 50",953 феррита, осталь- . ,Формируют со средней скоростью ное, " аустенит. Такое соотношение 3,3 ф 10, 10 "; 3,310 2; 10 Зи 10": фаз наряду с протеканием рекристал- и степенями деформации 30, 50 и.70, лиэационных процессов способствует 5 После деформации осуществляют вы" формированию мелкозернистой струк" . держку не более 30 с. туры при деформации. Нижний предел В таблице представлены результаты содержания углерода 0,13) обуслов- механических испытаний стали, обрален пониженным содержанием аустенита ботанной по указанным режимам. в, указанном интервале темяератур 10 Как видно из таЬлицы, сталь10 В),цто не позволяет получать15 ХСНД проявляет повышенную пласдостаточно мелкое зерно (д С 5 мкм), тичность (190-2153и пониженные на" из-эа нестабильности размеров зерен пряжения течения (3,5-4,2 кг/ммпос,феррита,ле деформации при 720-750,С (Ас-Ас 4о -1 . -3 -1Выбранный интервал степеней де- - 1 +30 С ) со скоростями 10 - 10 с5,.Формации наиболее технологичен и обе- и степенями деформации 50-703. Эти, .спечивает достаточную степень иэмель- преимущества дают возможность чения зерна (средний диаметр 2-4 мкм получать обработкой давлением слож.: формирование мелкозернистой струк- нопрЬФильные, высокоточные изделия туры в указанном интервале скоростей из низколегированной стали с высо- .определяется протеканием процессов.20ким коэффициентом использования ме" рекристаллизации и фазовых превра- . талла, Снижение температуры йослещений Увеличение скорости деформации дующей горячей деформации уменьшает выше:10 "с-"приводит к увеличениюобразование окалины и повышает стой- неоднородности микроструктуры в за- кость штампового инструмента.25готовках и к подавлению процессов Использование предложенного спорекристаллизации 2"го рода, цто.,тре- соба позволяет в низколегированных бует резкого увеличения времени пос- сталях получать мелкозернистую струк,ледеформационной выдержки, туру с размером зерна до 5 мкм. ИсИспольэование скоростей меньше пользование известного способа при;10 Эс-"снижает производительность З 0 водит к ивмельчению зерна лишь до ,процесса деформирования и способст-17 мкм. Сталь с размером зерна вует увеличению раэмербв"зерна. Пос" , более.5 мкм при 800 оС после обработ" : ледеформационная выдержка в течение ки по известному способу обладает 30 с необходима для снятия остаточ- пластичностью 50-653, а послеобраното горячего. наклепа, что способ" З 5, ботки по предлагаемому способу - до ствует стабилизации размеров зерна 2003, что в 3-4 раза выше. При этом стали при последующем нагреве до тем напряжение течения стали после обпературы сверхпластической деформа- работки по известному способу сосции, тавляет 7,3"8,0 кг/мм , а по пред",22П р и м е р.Заготовки из низко лагаемому - 3,5-4,2 кг/мм , что в легированной стали 15 ХСНД нагревают,1,5-2 раза ниже.1027240 Продолжение таблицы Скорость деформациий,с , при Ю Ф 3 ф 3 10" Показателиа е а а3050 70аваева вава еаевв 6,0 3,4 6,8 6,4 6,2 ее аваев ава30 50 70 а ав аавваэаваев Ас"20)-.Скорость деформации Е ,с, при 6 3вваааааее авве3,3 10 2 10" 3 1 О ф Способ авва Еев вава аЕ 30 50 70 Гва 5 16,0 15,0 1,2 17,3 54 58 60 58 58 Известный 0 7,8 7,6 7,7 82 108 6 110 78 86 2 едл емы 6,7 6,5 6,3 6 5 6,6 4,3 .4,4Скорость деформации Е э с-"; при Я,10 4 3, 10 Способ 50 7 д 30 50 70 30 46 37 36 4,0 180 192 72 90 104 5,2 4,0 3,7 5,5 4,2 4,0 7,4 6,2 6,4 11 5 9 4 9 1 11 6 9 4 9 272 84 84 72 82 84 6 э.1 5,3 5,3 6,0 5,5 5,4 6,1 6,7 6,2. Составитель И.ЛипгартРедактор И,Николайчук Техред Т.фанта Корректор В. Гнрняк и в в иааи теа тает в в Ев титиее т в и иаЗаказ 4675/29 Тираж 568 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,8 э 7 3,4 2,6 9,9100 192 210 90 3,8 3,7 3,5 3,0 6,5 5,8 5,2 12,1 9,6 8,1 13,4 11,1 10,864 70 86