Способ термомеханической обработки стали

 

Изобретение относится к машиностроению , конкретно к термомеханической обработке изделий, работающих на продольное сжатие. Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик. Способ включает холодную деформацию со степенью 1,5-2,1%, нагрев до 290-310°С, выдержку 1,ОГ-1,5 ч и охлаждение. Способ позволяет повысить устойчивость стали к разрушению и снизить материалоемкость изделий 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((1) (я)5 С 21 0 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ",-, . :, -,;,".,. "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (л

Ы

С)

0 (21) 4728924/02 (22) 24.04.89 (46) 23.11.91. Бюл. ¹ 43 (71) Ленинградский государственный университет (72) P.À.Àðóòþíÿí и В.M,×åáàíoB (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1129247, кл, С 21 D 6/02, 1985.

Бернштейн M,Ë. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. — М.: Металлургия, 1968, с.250.

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к механике деформируемого твердого тела, и может быть . использовано для повышения устойчивости и прочности конструкций и их элементов.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных характеристик.

Цилиндрические прутки из низкоуглеродистой стали (Ст-3) диаметром 10, длиною

100 мм помещают в зажимы испытательной машины и ведут холодную деформацию на растяжение со степенью 1,4-2,3%. Скорость перемещения нижнего захвата устанавливают 0,67 мм/мин. Затем с этой-же скоростью нагрузка сбрасывалась. Образец . помещают в термостат и нагревают от комнатной температуры до (290-310) С со скоростью 10 град/мин. При этой температуре выдерживают в течение 1,0 — 1,5 ч, затем выключают нагрев, и образец остывает до комнатной температуры вместе с термостатом. (54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к машиностроению, конкретно к термомеханической обработке иэделий, работающих на продольное сжатие, Цель изобретения — повышение эксплуатационных характеристик, Способ включает холодную деформацию со степенью 1,5 — 2,1%, нагрев до 290 — 310 С, выдержку 1,0 — 1,5 ч и охлаждение. Способ позволяет повысить устойчивость стали к разрушению и снизить материалоемкость изделий. 1 табл, После этого образец вынимают и используют для изготовления изделия. После этого из средней по длине части всех заготовок изготавливались образцы диаметром d = 5 мм и длиною I = 30 мм для испытания на сжатие. Испытание на сжатие проводилось в реверсоре на той же машине и с той же скоростью.

В предлагаемом способе обработки величина предварительной пластической деформации является относительно малой, незначительно. превосходящей деформацию на пределе текучести, а выдержка производится при относительно малых температурах. Таким образом, доминирующим является эффект старения с выделением частиц второй фазы. Величина пластической деформации в указанных пределах необходима лишь для создания "све. жих" дислокаций в материале. Как известно, при деформации менее 1,5% количество

1693091

С реднее (по интервалам параметров) повышение устойчивости,t, t

Испытание на сжатие при потере устойчивости

Обработка

И и/и

Пластическая реформация,f, Ф

Нагрев, t0c

Растяжение

J р,, Ер, а кг/мм

6„,, е„ кг/мм

1,550

1,300

1,530

1,320

1,529

1,326

1,307

1,329

1,541

1,313

1,110

1,324

31,98

37;82 . 35,88

37,18

35,36

42,23

35,26

39, 00

33,92

36,53

36,67

43,16

36,29

37,13 44,12

39,42

38,05

46,09

3,80

4,06

3,65

4,39

3,93

3,68

4,76

4,24

4,40

4,01

4,60

4,64

4,9

8,3

4,2

4 0

4,1

4,1

1,99

2,07

1,73

1,62

1,49 l,60

2,13

2,13

1,96

1,97

2)17

2,30

3,6

6,0

3,4

2,l

1,5

2,1

4оо

310

14,5

12,0

l3 5 !

6,0

8,3

10,0

9,2

9,0

1,52

1,53

l,53

37,16 1,54

1,0

350

Э,о

4,2 дислокаций мало, а следовательно, эффект старения материала проявляется через длительное время, При деформации, превышающей 2,1% не возникает дополнительных дислокаций по сравнению с тем количест- 5 вом, которое вызывает пластическая деформация в пределах 1,5-2,1%.

Эффект старения с достижением по ставленной цели проявляется только при совместном воздействии на материал пла- 10 стической деформации в указанных преде,лах и термообработки, причем ! температурный режим являвтся доминиру;,ющим для получения максимального эффек та. г 15

Конкретные режимы обработки и результаты испытаний приведены в таблице.

Также проведены сравнительные испы тания образцов после обработки по известному способу (холодная деформация со 20 степенью 3,0 — 3,3%, нагрев до 350 С, выдер жка 1 ч и охлаждение ).

Предел устойчивости определяется как ! напряжение, при котором изделие из данного материала при сжатии теряет устойчи- 25 вость в смысле появления больших еформаций, не обязательно пластиче СКИХСГпу . ПРЕДЕЛ УСтОйЧИВОСтИ ЯВЛЯЕТСЯ эксплуатационной характеристикой при жатии.

Повышение устойчивости д, %, оцени- 30 алось как отношение величины приращеПредла° гаемый

1 20,37 .2 23,11

3 21,84

4 "22,36

5 . 23 92 б 33,92

7 22,26

8 22,96

9 22,96

10 24,оо

11 . 24,79

12 28,18

13 28,07

14 32,11

15 35,01

16 22,43

17 25,23

18 23,45

Иэвестный

19 27,7

НИЯ ПРЕДЕЛЬНОЙ НаГРУЗКИ ЛГ7пу ПРИ Сжатии до потери устойчивости образца после термообработки к величине предельной нагрузки при сжатии до потери устойчивости образца без термообработки, опу (О), т.е.

Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ позволяет существенно повысить устойчивость стали к разрушению при сжатии (д = 8 — 14%). В то время, как известный способ повышает устойчивость незначительно (д = 1,0%).

Таким образом, предлагаемый способ повышает эксплуатационные характеристики (повышение устойчивости) и снижает материалоемкость изделий.

Формула изобретения

Способ термомеханической обработки стали преимущестенно для изделий, работающих на продольное сжатие, включающий холодную пластическую деформацию, нагрев, выдержку и охлаждение, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик, холодную пластическую деформацию осуществляют со степенью 1,5-2,1%, нагрев ведут до

290 —.310 С и выдержку в течение 1,0-1,5 ч.