Способ термомеханической обработки среднеуглеродистых коннструкционных сталей с добавками сильных карбидообразующих элементов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 0110.75 (21) 2175859/02 с присоединением заявки 34(23) Приоритет(43) Опубликовано0509.77. Бюллетень М 33 (45) Дата опубликования описания29,,1077 (51) М. Кл.

С 21 В 7/14

Гвврврвтввннмй,нвтвнтвт

Ввввтв Мннввтрвв 000Р нв нвнви нввврвтвннй н втнрктнй (53) УДК 621. 785. 79 (088. 8) (72 Авторы И.И.Гольдштейн, В.И.Фарбер, В.Н.Давыдов, ИЗьбрЕтЕНИя В.A.Ïàpøíí, Ю.Е.Фрейденэоц и Л.Ф.Наймушина

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова и Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И.Ленина (71) Заявители ((54) СПОСОБ ТЕРИОИЕХАНИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ

СРЕДНКУГЛВРОДИСТЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ

cTA3IRA с дОБАВкАми сильных

КАРБИДООВРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области ме- таллургии и машиностроения, в частности к высокотемпературной термомехаиической обработке среднеуглеродистых конструкционных сталей. 5

Известные способы высокотемпературной термомеханической обработки среднеуглеродистых сталей позволяют получить повышенные значения прочности, однако все они требуют проведения пос- 10 ле высокотемпературной деформации ускоренного охлаждения-закалки {обычно в воде) с целью наследования мартенситом высокотемпературного наклепа и последующего отпуска, обеспечивающего }5 форвярование высокого комплекса механических свойств 1Ц, 21.

Однако ускоренное охлаждение - закалка и последующий отпуск требуют нали- 20 чия дополнительного термического оборудования, что приводят к возрастанию себестоимости изделий.

Известен способ термохимической обработки ниэкоуглеродистых сталей, вклю25 чающий аустенизацив при температуре выше 1230 С, подстуживание до температуры выше 1100 С, горячую деформацию со степенью деформации более 50 о/о и окончательнув деформацию при темпера- З0

2 туре 850-700 С, со степенью деформации

30-40 о/о и охлаждение на воздухе 131.

Однако такой способ не может быть применен для среднеуглеродистых„ малолегированных сталей, поскольку при низких температурах прокатки 700-800 С

s ходе пластической деформации и при следующем охлаждении происходит распад переохлажденного аустенита по типу первой ступени, что приводит к резкому снижению прочности стали и, кроме тогф, прокатка со степенями обжатия более

30 о/о при температурах 700850 С цриводит к резкому возрастанию усилий на валки станов, Wo требует испольэо" вания прокатного оборудования повышен ной мощности.

Целью изобретения является приданне иэделиям из среднеуглеродистых малолегированных сталей с небольшими добавками сильных карбидообразующих элементов высокой прочносМ при значительной пластичности. для этой цели предлагается .подстуживание производить до температуры 900Ъ1000т:, осуществлять горячув МастИ= ческую деформацию со степенями дефор« мации 25-30 о/о при этих температурах, а последующее охлаждение на воздухе

571520 производить до 400 С и далее произвольно с любой скоростью.

Описываеьый способ включает нагрев до температуры выше 1230 С с выдержкой свыше 1 час для растворения и перевода в твердый раствор легирующих элементов, подстуживание до 900-1000 С, о горячую деформацию со степенью обжатия

25-30 о/о при указанных температурах, охлаждение по воздухе, до 400 С и окон- 10 чательное охлаждение с любой скоростью.

После такой обработки в структуре стали отсутствуют продукты распада по типу первой ступени, она состоит иэ смеси пластин бейнита и мартенсита, ж размер которых в деформированных сталях меньше, чем s изделиях, не подвергавшихся высокотемпературной термомеХанической обработке.

После окончания горячей пластическойвдеформации рекомендуется осуществлять последефораационную выдержку при температуре горячей деформации длительностью 1-2 мии, что способству ет увеличению прочности характеристик сталей при сохранении пластических.

ПоследеформацнОИиаа:выдержка способ- ствует формированию .специальных карбидов и увеличение дркмерсности структуры путем образования В ауствните вн дислокационной субструктуры,.которая

30 воздух 12 7

40х 1250

1000

109

«! °,, ° В

40хБ -i"1000

112

129

40хФТ

1000

115 . 8

128

40Х

142

° °

° Ф

134

900

16

900

129

40ХБ s °

4а

110

Ф °

1 °

149

140

10 ти и пластичности на иэделиях иэ данной группы сталей без дополнительных операций термической обработки и исключить иэ технологического процесса термомеханической обработки закалки, Ю а иногда и последующий отпуск.

40ХФТ 900

Применение предлагаемого способа термомеханической обработки изделий иэ. средиеуглеродистых сталей, легированных небольшими добавками сильных карбидообразующих элементов, позволяет получить высокий комплекс прочноснаследуется бейнитом и мертенситом, улучшая тем самым уровень механических свойств.

Кроме того, для деталей большого сечения способ может включать ускоренное охлаждение иэделий после высокотемпературной деформации путем обдува поверхности воздухом.

Ускоренное охлаждение необходимо в случае производства изделий из среднеуглеродистых сталей сечением более 20 мм, что связано с меньшей скоростью охлаждения центра массивных изделий.

ДополнителЬно способ может включать отпуск на температуры 200 С или 600 С длительностью около двух часов после охлаждения изделий. Дополнительный отпуск рекомендуется в случае предъявления повышенных требований- к уровню пластических и вязких свойств стали.

Описываемый способ был опробован

При обработке пластин сечением 20 х х б0 мм из сталей 40Х, 40ХФТ и 40ХБ.

Режим обработки включал аустениза,цию при 1250 С, подстуживание до..9001600 С, прокатку со степенью обжатия 30 о/о за один проход и охлаждение на воздухе.

После обрабОтки по указанным режимам стали имеют следующие механические свойства:

571520

Формула изобретения

Составитель А.Сеней

Те е З.Фанта Коооектор Е. Папп

Редактор Е.Братчикова > ехред

% а м

Заказ 2978/18 Тираж 693 Подписное

QHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва З35 Ращская наб ад, А4 5 я 4

Филиал ППП Патент г. ужгород, ул. Проектная, Способ термомеханической обработки среднеуглеродистых конструкционных талей с добавками сильных карбидообразующих элементов, включающий аустенизацню при температуре более 1230ОС,поцстуживание, горячую деформацию и охлаждеййе на воздухе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышении прочности И пластичности, их после подстуживания до 900-1000 С подвергают горя-, чей деформации со степенью обжаткя 2530 о/о, затем охлаждают на воздухе до 400" С и окончательно охлаждают с любой скорост ью, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 449941, кл. С 21 7/14, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 307110, кл. С 21 7/14,1970.

3. Патент Японии В 4-8497 кл101183, 1966,