Способ предварительной обработки заэвтектоидных сталей

 

1. СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ, включающий горячую пластическую деформацию, охлаждение и отжиг, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и уменьщения карбидной сетки, пластическ5/|о деформацию проводят сначала при -80-ISO C затем после подстуживания при (Ь-100 С с суммарным обжатием 30-60%, а охлаждение проводят на воздухе. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что послеохлаждения на воздухе проводят неполный отжиг на зернистый перлит.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3006789/22 — 02 (22) 19.11.&0 (46) 15.04,83. Бюл. К 14 (72) В. У. Долганов, Ю. Т. Батин, В. Ф. Антипов, С. Н. Чуватина и Я. Х. Гольдштейн (7l) Научно-исследовательский институт металлургии (53) 621.785.79 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 527477, кл. С 21 0 8/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР No 299553, кл. С 21 D 8/00, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР й"- 519481, кл. С 21 D 8/00,. 1969.(прототип).

ÄÄSUÄÄ 101 I 707 А

3(51) С 21 0 8/00 // С 21 0 9/22 (54) (57) 1. СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ, вклю чающий горячую пластическую деформацию, охлаждение и отжиг, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и умень. шения карбидной сетки, пластическую деформацию проводят сначала при А Т+ 80 — 150 С затем после подстуживания при А =60-100 C с суммарным обжатием 30 — 60%, а охлаждение проводят на воздухе.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что после охлаждения на воздухе проводят неполный отжиг на зернистый перлит.

1011707

Изобретение относи гся к иредварителык и обработке заэвтектоидных сталей, например

° инструментальных и подшииниковых.

Известен способ сфероидизирующей обработки углеродистой и легированной стали, включающий

9ластическую деформацию при температуре выше

А на 50 — 120 С, охлаждение до 650 С со скоростью 30-100 С и далее на воздухе (1) .

При таком способе невозможно получить требуемые карбидную сетку и карбидную неоднородность.

Известен также способ обработки стали дпя получения однородной структуры, включающий пластическую деформацию, проводимую в условиях, исключающих протекание рекристаллизации, отпуск при 350 — 500 С, нагрев до температуры, превышающей на 20 — 70 С температуру рекристаллизации аустенита, охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды и отжиг на зернистый перлит (2).

При обработке таким способом также нельзя получить требуемую карбидную сетку.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки углеродистой стали, заключающийся в том, что сталь подвергают пластической деформации в интервале температур 1150 — 750 С с ускоренным охлаждением после окончания деформации, после чего металл подвергают термической обработке при 1000 С в течение 1 ч. После охлаждения на воздухе металл вновь нагревают до

1000 С и ирокатывают с окончанием деформации ири 800 — 750 С и с ускоренным охлаждением (3) .

Затем металл может быть подвергнут холодной пластической деформации при проведении последующей рекристаллизации при температурах ниже А . и продолжительности не более 1 ч.

Однако этот способ сложен при осуществлении, так как включает трехкратный высокотемпературный нагрев и проводимое дваж-. ды ускоренное охлаждение, дпя чего необходимо специальное оборудование.

Целью изобретения является упрощение способа обработки и уменьшение карбидной сетки.

Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу, включающему горячую пластическую деформацию, охлаждение и отжиг, пластическую деформацию проводят сначала при Аст + "0 150 С, затем после подстуживания при А — 60 — 100 C с суммарным обжатием 30 — 60%, а охлаждение проводят на воздухе.

В завершение обработки проводят неполный отжиг на зернистый перлит.

Нагрев и первоначальная деформация проводятся при температуре выше А . в условиях, когда в структуре стали остается достаточное количество растворенных карбидов, 5 которые способствуют увеличению числа центров кристаллизации, что в свою очередь приводит к измельчению зерна в стали.

Окончательная деформация с определенным суммарным обжатием проводится в стабильной нерекристаллизационной у -зоне, когда внутри .-зерен образуются деформированные области, в результате чего 1г-зерна делятся и размвльчаются.

В результате такой обработки при охлаждении проката, имеющего в структуре достаточно дисперсное зерно, грубая карбидная сетка ио границам зерен не образуется.

При температурах нагрева дпя иервона20 чальной деформации выше верхнего предела в структуре стали растворяется слишком много карбидов, в результате чего уменьшается число центров кристаллизации, что в свою очередь приводит к укрупнению зерна.

Окончательная деформация ири температурах выше верхнего предела не дает того

4 эффекта, как в стабильной нерекристаллизованной у-зоне, вследствие того, что зерна меньше делятся и размельчаются.

В результате такой обработки ири охлаж-.

30 дении проката в структуре стали образуется сравнительно крупное зерно, ио границам которого выделяется достаточно грубая карбидная сетка.

При температурах нагрева для иервоначаль35 ной деформации ниже нижнего предела в структуре стали растворяется слишком мало карбидов, в результате чего число центров кристаллизации уменьшается, это приводит к тому, что структура стали практически

40 не изменяется.

Окончательная деформация ири температурах ниже нижнего предела хотя и дает эффект в смысле размейьчения зерна, но этого оказывается недостаточно дпя получения тре45 буемого размещения зерна.

В результате такой обработки при охлаждении проката в структуре лали остается доста точно крупное зерно, по границам которого выделяется достаточно грубая карбидная

5р сетка.

Кроме того, прокатка ири черезмерно низких температурах затруднительна на современных среднесортных станах из-за недопустимо больших давлений и моментов прокатки.

Суммарная окончательная деформация выше верхнего предела ири высоких температурах не дает эффекта, так как после первичной рекристаллизации у спевает в оиределеи4

Пример. Провпдится обработка среднесортного проката из сталей,У12, ШХ15 и 9ХВГ по предлагаемому способу и способупрототипу.

В табл. 1 приведены. свойства сталей, обработанных по предлагаемому способу; в табл. 2 — свойства стали У12, обработанной по способу-прототипу.

Таблица 1

3 ной степени пройти собирательная

4 рек ристаллиэация или рост зерен, по границам которым выделяется грубая карбидная сетка..; 1011707

Суммарная окончательная деформация ниже нижнего предела является недостаточной для размельчения зерна.

Охлаж- Режим дение отжига

Твердость

НВ 4 арбидная Неодно етка, родалл на я

Форма ерлита,балл

970 760 60. Воздух — 4,5

5 2,5

Нагрев до

790 С

У12

2,0

2,0

3,0

3,0

3

940

То же выдержка

1,5 ч, 1,5

1,5

ШХ15 1050 охлаждение ,до 600 С со

980

1,0

2,0 скоростью

30 С/ч, далее на воздухе

1,5 4,1

1,5 4,15

1.,0, 4.1

3 2,0

3 1,0

3 0,5

980 800 30

Таблица 2

Термообработка

ОхлажПервона чальный

Свойства

ОкончаМарка стали дение тельныи режим лрокатк ние

Форма Карбид- Твердость

paw- Has сет HB d0 а,балл ка,балл ммО™ режим прокатк

Т С

1150 Вода

975 То же, Нагрев до Нагрев до Вода

1000 С, вы- 1000 С, держка,1 ч, деформа- То же охлажде- ция,закан-, ние на чиваемая воздухе при 800750 С

3,0

3 4,2

3 4,2

3 4,5

У12

3,8 — 3,8

800

Как следует нз таблиц, карбидная сетка после обработки по известному способу находится на пределе допускаемых значений, хотя для подавления ее и применяют. ускоренное охлаждение водой.

Использование предлагаемого способа обработки эаэвтектоидных сталей, например инструментальных и подшипниковых, обеспечивает по сравнению с известным уменьшение карбидной сетки при полу енин требуемых свойств (твердость и формы иерлнта) Марка Режим окатки стали Т С Т ) 740 45

720 30

840 60

820 45

800 30

9ХВГ 1050 840 60

1020 620 45

-) 4,2

4,9

4,5

4,5

4,4

Составитель И. Липгарт

Техр ц М. Коштура

Редактор А. Гулько

Корректор Г. Orap

Заказ 2691/33 Тираж 566

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1011707 среднесортного проката без применения ускоренного охлаждения, для которого необходимы спепиальнаа оборудование и вода.

Экономический зффект от использования способа в расчете на 1 т проката составляет

11 р.