Способ упрочнения аустенитныхдисперсионнотвердеющих сталей

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п1 8!9! 92

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.05.79 (21) 2769956/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51) M. Кл.з

С 21D 1/78

С 21D 6/00

Государственный комитет (53) УДК 621.785.79 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Л. С. Малинов, В. И. Конон-Ляшко и Н. М. Никопорец

Ждановский металлургический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧН ЕНИЯ АУСТЕНИТНЪ|Х

ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к способам упрочняющей обработки металлов.

Известен способ упрочнения немагнитных аустенитных сталей и сплавов, по которому необходимый комплекс их свойств достигается сочетанием высокотемпературной деформации и старения в интервале дестабилизации аустенита (1).

Этот способ весьма трудоемок, так как включает длительное старение (до 8 ч).

Кроме того, обработка по этому способу

Fe — Cr — Мп сталей, содержащих до 0,5%

С, приводит к резкой дестабилизации аустенита (выше оптимальной) и образованию выделений по границам зерен, вследствие чего и пластические и прочностные характеристики снижаются (см. таблицу).

Известен способ упрочнения Fe — Cr — Ni—

Мо сталей, включающий закалку от 1100—

1150 С и теплый наклеп при 400 — 600, обеспечивающие этим сталям высокие свойства (2). Роль теплой деформации состоит в.дестабилизации аустенита по отношению к мартенситному превращению при нагружении в процессе испытаний механических свойств. Релаксация пиковых напряжений в наклепанном аустените, вызванная мартенситным превращением, обеспечивает сочетание высокой прочности и пластичности.. д>

В Fe — Cr — Мп сталях аналогичная деформация стабилизирует аустенит. Применение известного способа для Fe — Cr — Мп сталей с повышенной стабильностью аустенита приводит к получению низкой пластичности, что является результатом отсутствия у-+сс превращения при нагружении.

Известен способ упрочнения дисперсионно-твердеющих Ре — Cr — Мп сталей с повышенной стабильностью аустенита, включающий закалку, деформацию, повторную деформацию, проводимую выше температуры MR, но на 200 — 400"С ниже температурного интервала максимального старения после закалки (3).

Недостатками этого способа являются значительная длительность процесса обработки, определяемая необходимостью проведения последеформационного старения, а также трудность выполнения холодной пластической деформации.

Целью изобретения является уменьшение трудо ем кости способ а и получение высокой прочности при сохранении пластичности.

Для достижения цели после закалки проводят деформацию со степенями от 40 до

80% при температурах на 150 — 250 С выше интервала максимального старения после закалки, но ниже температуры рекристаллизации.

819192 кроме того, при таких температурах превалирующим является эффект дестабилизации. Наиболее высокая температура проведения деформации после закалки не

5 должна превышать температуру рекристаллизации аустенита.

Степени обжатия при деформации после закалки по предложенному способу (40—

80 ) выше, чем обычно применяемые при

10 высокотемпературной термомеханической обработке (20 — 30), что необходимо для значительной дестабилизации аустенита.

Проведение повторной деформации повышает предел текучести и за счет оптимиза15 ции интенсивности превращения при механических испытаниях обеспечивает необходимуюю пластичность стали.

Достоинством предложенного способа является совмещение старения с деформаци20 ей, проводимой при повышенных температурах, когда сталь весьма пластична. Кроме того, за счет регулирования температуры и степени повторной тепловой деформации можно легко управлять стабильностью

25 аустенита.

Пример. Образцы стали 50Х13Г8 (интервал максимального старения при термообработке 600 — 650 С, температура рекристаллизации 950, Мд 240 ) нагревают до

800 С и деформируют при этой температуре на 40 и 80О/о. Окончательную теплую деформацию всех образцов проводят при

350 С с обжатием 20О/о. В результате получен высокий уровень прочностных свойств

35 (вод 123 кгс/мм, 0 154 кгс/мм ) при удовлетворительной пластичности (б 15%, ф 130 ). Данные испытания приведены в таблице.

0 а, кгс/мм2 ав 2 кгс/мм

Обработка а оо ого

Закалка с 1150 С, деформация при 500

70й + холодная деформация 20оо -1- отжиг

450, 1 ч (аналог)

Деформация при 800 С 80о +- старение 700, 5 ч (аналог)

Деформация холодная 20М + отжиг 650 С, 2 ч + деформация при 450 40N -+- отжиг 450, 1 ч (прототип)

Деформация при 800 С 30 "6 -1- деформация при 350 20й (по заявке)

Деформация при 800 С 40 +-- деформация при 350 20оо (цо заявке)

Деформация при 800 С 80о .1- деформация при 350 20й (по заявке) 122

106

100

9,5

131

112

116

102 . 8

127

112

154

123

40

Интервал максимального старения после закалки определяется по изменению твердости стали после различных температур старения. Так, твердость стали 50Х13Г8 с повышением температуры старения от 250 до 750 С изменяется от 180 до 320 НКБ, причем максимальная твердость (280—

320 HRE) наблюдается при 600 — 650 С.

Этот интервал температур и следует считать интервалом наиболее интенсивного старения после закалки.

Указанная последовательность операций в предложенном способе упрочпения выбрана в связи с тем, что за счет деформации после закалки, вызывающей деформационное старение, удается дестабилизировать аустенит, одновременно упрочнив его, а затем за счет повторной деформации оптимизировать развитие у-о-а-превращения при последующем нагружении. Выбор температурного интервала и степени деформации после закалки обусловлен следующими причинами. В дисперсионно-твердеющих

Fe — Cr — Mn сталях максимальное старение при термообработке протекает при 600—

650 С. Однако при таких температурах аустенит обладает высоким сопротивлением пластической деформации и для ее проведения требуется мощное оборудование.

Кроме того, эффект дестабилизации аустенита при деформации в указанном температурном интервале ослабляется протекающими параллельно процессами, ответственными за стабилизацию аустенита.

Деформация при температурах на 150—

250 С более высоких, чем температурный интервал наиболее интенсивного старения после закалки, более легко осуществима и, Упрочнение по предложенному способу позволяет сократить трудоемкость обработки за счет исключения высокотемпературного (700 С, 2 ч) и низкотемпературного (450 С, 1 ч) отжигов, а также исключить необходимость проведения трудновыполнимой пластической деформации при комнатной температуре. При этом свойства стали как прочностные, так и пластические после обработки по предложенному способу оказываются более высокими.

819192

Формула изобретения

Составитель А. Денисова

Техред И. Заболотнова

Редактор T. Юрчикова

Корректоры: В. Нам и Е. Осипова

Заказ 639/14 Изд. № 273 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ упрочнения аустенитных дисперсионно-твердеющих сталей преимущественно на Fe — Cr — Мп основе с повышенной стабильностью аустенита, включающий закалку, деформацию, повторную деформацию, проводимую выше температуры Mg, но на 200 — 400 С ниже температурного интервала максимального старения после закалки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и получения высокой прочности при сохранении пластичности, деформацию после закалки проводят со степенью 40 — 80% при температурах на 150 — 250 выше интервала максимального старения после закалки, но ниже температуры рекристаллизации.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 499328, кл. С 21Р 1/78, 1974, 2. Сб. «Повышение конструктивной проч10 ности сталей и сплавов», № 2, М., МДНТП им, Ф. Дзержинского, 1970, с. 61 — 69.

3. Авторское свидетельство № 567758, кл. С 21D 7/14, 1976 (прототип).