Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к изготовлению стальных изделий, обладающих высоким комплексом механических свойств и может быть использовано в машиностроении. Сущность: сталь ЭП 836 подвергают холодной пластической деформации со степенью 30-40%, обработке резанием для получения заданной формы и размеров изделия и двухступенчатому старению при 530-550°С 1 - 1,5 ч и 450± 10°C 4-4,5 ч. Новыми в способе являются степень холодной пластической деформации и параметры старения. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

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: 2015179
Класс(ы) патента: C21D6/00
Номер заявки: 4905739/02
Дата подачи заявки: 29.01.1991
Дата публикации: 30.06.1994
Заявитель(и): Донецкий физико-технический институт; Научно-исследовательский машиностроительный институт
Автор(ы): Константинова Т.Е.; Шикунов В.В.; Добриков А.А.; Примислер В.Б.; Ляфер Е.И.; Самсонов Ю.В.; Попов Н.Е.; Набоков А.С.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский машиностроительный институт
Описание изобретения: Изобретение относится к изготовлению стальных изделий, обладающих высоким комплексом механических свойств, и может быть использовано в машиностроении.
Наилучшим сочетанием прочности, пластичности и сопротивления хрупкому разрушению в настоящее время обладают мартенситностареющие стали. После закалки они состоят в основном из высоколегированного безуглеродистого мартенсита и некоторого количества остаточного аустенита, имеют сравнительно невысокую твердость и хорошую обрабатываемость резанием. Упрочняющая обработка этих сталей состоит в старении, в процессе которого происходит распад твердых растворов мартенсита и аустенита с выделением высокопрочных интерметаллидов. Наиболее высокими прочностными и пластическими характеристиками обладает высоколегированная сталь ЭП 836 [1].
Известны способы обработки мартенситностареющих сталей, включающие холодную пластическую деформацию в закаленном состоянии и старение [2]. Однако уровень достигаемый механических свойств при этом зависит от химсостава сталей и режимов пластической деформации и старения. Для стали ЭП 836 режимы холодной пластической деформации и старения не разработаны.
Известен способ термомеханической обработки стали ЭП 836, включающий холодную пластическую деформацию в закаленном состоянии, старение, повторную пластическую деформацию и старение [3].
Недостатками способа являются техническая сложность осуществления холодной пластической деформации стали в твердом состаренном состоянии и достижение высокой прочности в полуфабрикате, что затрудняет изготовление изделия нужной формы из упрочненного полуфабриката.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления изделий из стали ЭП 836, включающий обработку резанием горячекатаного прутка для получения изделий заданной формы и размеров и старение при 500±10оС в течение 3 ч [1]. Способ обеспечивает следующий комплекс механических свойств: σb=2200 МПа, σ0,2=2100 МПа, δ =6%, Ψ =45%, КСU= 300 кДж/м2.
Недостаток способа заключается в том, что он не обеспечивает достижения уровня прочности, соответствующего требованиям современной техники.
Цель изобретения - повышение прочностных характеристик при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне Ψ ≥ 45%, КСU ≥ 300 кДж/м2.
Цель достигается тем, что перед обработкой резанием осуществляют холодную пластическую деформацию со степенью 30-40%, а старение проводят двухкратно: сначала при 530-550оС с выдержкой 1,0 - 1,5 ч, затем при 450 ± 10оС с выдержкой 4,0-4,5 ч с охлаждением на воздухе.
Холодная пластическая деформация горячекатаной стали ЭП836, структура которой представляет собой мартенсит с большой плотностью дислокаций и сильным твердорастворным упрочнением, осуществляется за счет ротационных перестроек в ансамблях сильно взаимодействующих дислокаций. Это приводит к образованию субструктуры с аномально высокой кривизной кристаллической решетки, проявляющейся в образовании мощных петлеобразных экстанкционных контуров, плотность которых растет с увеличением степени деформации. В результате происходит фрагментирование на взаимно разориентированные области размером 1-3 мкм. Увеличение твердости на КRC 4 после деформации на 40% не создает больших трудностей при обработке резанием.
Упрочняющее старение стали ЭП 836 протекает в две стадии: при 400-450оС с выделением интерметаллидов типа Ni3Me, при 500-550oС - интерметаллидов типа Fe2Me. Температурный интервал старения граничит с интервалом обратного мартенситного превращения, начало которого (Ан) по данным рентгеновских исследований имеет место при 550 ± 10оС. Пластическая деформация смещает Ан в сторону низких температур (например, при степени деформации смещает Ан в сторону низких температур (например, при степени деформации 40% Ан=530 ± 10оС). Старение деформированной стали ЭП 836 при температуре несколько большей Ан (первая ступень предлагаемого режима старения) приводит к образованию особой псевдоячеистой структуры, границы ячеек которой оторочены выделением тонких прослоек стабильного остаточного аустенита, и выделению в деформированном мартенсите дисперсных интерметаллидов. На второй ступени старения происходит довыделения интерметаллидов и частичная релаксация напряжений. В результате двухступенчатого старения деформированной стали ЭП 836 по предлагаемой схеме образуется псевдоячеистая структура с повышенным количеством тонких прослоек остаточного аустенита и наличием дисперсных равномерно распределенных интерметаллидов, обеспечивающих повышение прочности с достаточным запасом пластичности.
Способ осуществляют следующим образом.
Из горячекатаного прутка стали ЭП 836 изготавливают заготовки, которые подвергают холодной пластической деформации со степенью 30-40%. Из деформированного прутка способами обработки резанием изготавливают изделия заданной формы и размеров, которые подвергают двукратному старению: сначала при 530 - 550оС с выдержкой 1,0-1,5 ч, затем при 450 ± 10оС с выдержкой 4,0 - 4,5 ч с охлаждением на воздухе.
Для получения сравнительных данных проводится обработка по известному способу: изготовление изделий из горячекатаного прутка способами обработки резанием и старение при 500оС в течение 3 ч. Кроме того осуществляют термомеханическую обработку по предлагаемой схеме, но с другими параметрами пластической деформации и старения.
Контролируют механические свойства изделий при растяжении и ударную вязкость на стандартных образцах. Результаты сведены в таблицу, из которой видно, что максимальное повышение прочности стали ЭП 836 при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне Ψ ≥ 45%, КСU ≥ 300 кДж/м2 достигается при обработке по предлагаемому способу.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет сравнительно простыми методами увеличить прочность изделий из стали ЭП 836 на 10% при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ преимущественно из высокопрочной мартеситностареющей стали ЭП 836, включающий обработку резанием горячекатаного прутка для получения изделий заданной формы и размеров и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных характеристик при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне Ψ ≥ 45% , KCU ≥ 300 кДж / м2 , перед обработкой резанием осуществляют холодную пластическую деформацию со степенью 30 - 40%, старение проводят двукратное, сначала при 530 - 550oС с выдержкой 1 - 1,5 ч, а затем при 450 ± 10oС с выдержкой 4 - 4,5 ч, с охлаждением на воздухе.