Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ СТАЛЕЙ
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ СТАЛЕЙ

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ СТАЛЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам термической обработки для удаления водорода и повышения пластичности в сталях, преимущественно бейнитного класса. Техническим результатом является удаление водорода, повышение пластичности, исключение трещинообразования, повышения относительного удлинения, увеличения угла загиба в холодном состоянии и повышения ударной вязкости. Сущность: способ включает охлаждение заготовок после горячей пластической деформации сначала до температур Ac1 - (плюс 20 - минус 30)oC со скоростью 15 - 60oC/мин, затем до температур на 10 - 20oC выше конца зоны ферритно-перлитных превращений со скоростью 1,0 - 4,5oC/мин, дальнейшую противофлокенную обработку в неотапливаемом колодце в течение 10 - 30 ч с последующим охлаждением на воздухе. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2086669
Класс(ы) патента: C21D8/06, C21D3/06
Номер заявки: 94041129/02
Дата подачи заявки: 10.11.1994
Дата публикации: 10.08.1997
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Электросталь"
Автор(ы): Козлов Н.П.; Моисеев Б.А.; Сисев А.П.; Степанов В.П.; Мелькумов И.Н.; Сидорина Т.Н.; Тюрин А.В.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Электросталь"
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к способу термической обработки для удаления водорода и повышения пластичности в сталях, преимущественно бейнитного класса.
Известен способ термической обработки для удаления водорода из заготовок сталей [1] включающий охлаждение их на воздухе с нерегулируемой скоростью с температуры конца горячей пластической деформации до 500 600oC, выдержку, замедленное охлаждение в неотапливаемых колодцах в течение не менее 45 ч с последующим охлаждением на воздухе.
Однако известный способ не обеспечивает эффективного удаления водорода из сталей, поскольку в сталях бейнитного класса при температурах 500 600oC характерна высокая устойчивость переохлажденного аустенита, и в условиях замедленного охлаждения за период выдержки в неотапливаемых колодцах скорость диффузии водорода слишком мала, а растворимость водорода в аустените большая, в результате чего происходит лишь перераспределение его в объеме металла. Поэтому наличие в заготовках избыточного водорода приводит к ухудшению пластических и вязких свойств готового проката, образованию поперечных и продольных трещин, разрушению стержней под собственным весом и требует немедленной обезводороживающей обработки, что в современных условиях массового производства трудноосуществимо.
Известен способ термической обработки для удаления водорода из заготовки сталей бейнитного класса [2] включающий охлаждение заготовок после горячей пластической деформации со скоростью 3 6oC/мин до температуры на 30 - 50oC ниже окончания перлитного превращения, выдержку в колодцах в течение 15 20 ч с последующим охлаждением на воздухе.
Основным недостатком этого способа является замедленная диссорбция водорода из-за наличия в структуре стали большого количества аустенитной составляющей, приводящее, в конечном счете, к снижению пластичности и вязкости готовой продукции и образованию трещин из-за избыточного количества диффузионно-подвижного водорода.
Известный способ удаления водорода из заготовок сталей бейнитного класс наиболее близкий по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве прототипа.
Задача изобретения состоит в разработке способа термической обработки, направленного на достижение технического результата: удаление водорода, повышение пластичности, исключение трещинообразования, повышение относительного удлинения, увеличение угла загиба в холодном состоянии, повышение ударной вязкости.
Указанный технический результат достигается тем, что заготовки стали после пластической деформации охлаждают сначала со скоростью 60 15oC/мин до температуры T Aс1 (плюс 20 минус 30)oC, затем со скоростью 1,0 4,5oC/мин до температуры на 10 20oC выше конца ферритно-перлитных превращений с последующей выдержкой в неотапливаемых колодцах в течение 10 30 ч с последующим охлаждением на воздухе.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленный способ отличается от известного скоростями охлаждения как до, так и в зоне Ac1 (плюс 20 минус 30)oC, а также температурой ковша охлаждения на 10 30oC выше зоны ферритно-перлитных превращений.
Таким образом, заявленный способ соответствует условию патентоспособности "новизна".
Совокупность признаков заявленного способа позволяет достичь указанный технический результат. В способах, приведенных в дополнительных источниках информации, указанный технический результат не достигается. Таким образом, заявленный способ соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".
Пример 1. Заготовки диаметром 70 мм из стали 20ХГ2Т бейнитного класса с температуры конца прокатки 1020oC до температуры 760oC, (Ac1 + 20oC), охлаждали со скоростью 15oC/мин, затем собирали в переносной "карман" в плотно уложенный пакет и проводили последующее охлаждение со скоростью 45oC/мин до температуры 660oC, (+20oC конца области ферритно-перлитных превращений), а затем весь металл плавки уложили в неотапливаемые колодцы и с закрытыми крышками охлаждали в течение 10 ч.
Готовый сортовой прокат (арматурные стержни диаметром 14 мм) без дополнительной обезводораживающей обработки имел высокую пластичность (δ5=12-18,5% загиб в холодном состоянии 180o при C 3d), ударная вязкость KCU при плюс 20oC равна 10 12 H/мм2, а при минус 60oC 41,5 6 H/мм2.
Продольных и поперечных трещин после прокатки и хранения на складе не обнаружено.
Пример 2. Заготовку диаметром 90 мм из стали 22Х2Г2СР после горячей пластической деформации с температуры конца прокатки 1050oC охлаждали в потоке воздушной смеси при расходе воды 8 м3/ч и давлении воздуха 1,8 атм со скоростью 25oC/мин до температуры 745oC (Ac1 - 30oC). После этого металл собирали в переносный "карман" и приводили в принудительное управляемое охлаждение со скоростью 3oC/мин до температуры 630oC (+10oC конца зоны ферритно-перлитных превращений), а затем заготовки всей плавки плотно уложили в неотапливаемые колодцы и с закрытыми крышками охлаждали в течение 20 ч.
Готовый сорт без дополнительной обезводораживающей обработки имел высокую пластичность (δ5=10-16% загиб в холодном состоянии 180o при C 3d), ударная вязкость КС при +20oC равна 11,2 11,8 Дж/см2, а при минус 60oC 4,6 7,2 Дж/см2. Продольных и поперечных трещин после прокатки и хранения на складе не обнаружено.
Температуру и скорость охлаждения всего опытного металла контролировали по закладной термопаре. Пробы на содержание водорода отбирали сразу после прокатки и после конца охлаждения в неотапливаемых колодцах. Для исключения диффузионных процессов образцы для определения водорода после горячей пластической деформации с температуры конца прокатки закаливали в воде и до начала анализа хранили в жидком азоте.
Конкретнее режимы обработки по предлагаемому и известному способам и результаты исследования металла приведены в таблице. В таблице также представлены результаты исследования стали, подвергнутой способам удаления водорода из заготовки:
способом заявляемым,
способом за пределами заявляемого,
известным способом (прототип).
По результатам исследования заявленный способ обладает преимуществом по сравнению с прототипом: повышает пластические свойства и ударную вязкость готовой продукции, исключает в ней трещинообразование.
Приведенные примеры конкретного выполнения заявленного способа подтверждают соответствие условию патентоспособности "промышленная применимость".
Формула изобретения: Способ термической обработки заготовок из сталей преимущественно бейнитного класса, включающий охлаждение после горячей деформации, выдержку в колодце и окончательное охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что охлаждение после деформации ведут сначала до Ac1 (20 30)oС со скоростью 15 60oС/мин, затем до температуры на 10 20oС выше конца ферритоперлитных превращений со скоростью 1,0 4,5oС/мин, а охлаждение в колодце осуществляют в течение 10 30 ч.