Спосіб термообробки доевтектоїдної сталі

Реферат: Винахід належить до галузі металургії, а саме до способу термообробки доевтектоїдної низьколегованої сталі. Спосіб включає нагрівання цієї сталі до температури Ас3+(30-50 °С), її витримку з рахунку 2 хв. на 1 мм перерізу, охолодження до 450-550 °С, нагрівання і витримку в міжкритичному інтервалі температур (МКІТ), охолодження на повітрі до кімнатної температури. Крім того, можливо додатково після охолодження на повітрі проводити відпуск. Винахід забезпечує підвищення межи міцності при розриванні, пластичності та ударної в'язкості одночасно. UA 99053 C2 (12) UA 99053 C2 UA 99053 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до галузі чорної металургії, а саме до способів термообробки доевтектоїдних низьколегованих сталей. Відомий спосіб термообробки доевтектоїдних сталей (нормалізація), що включає нагрівання до температури Ас3+(30-50 °C), витримку з розрахунку 2 хв. на 1 мм перерізу, подальше охолодження на повітрі до кімнатної температури. (Гуляев А.П. - М.: Металлургия, 1986.-544 с). Цей спосіб у ряді випадків не забезпечує необхідного поєднання підвищеного рівня властивостей, міцності й ударної в'язкості. Відомий спосіб термообробки прокату зі сталей 09Г2СЮЧ і 09ХГ2СЮЧ (прийнятий за найближчий аналог), що включає нагрівання і витримку у міжкритичному інтервалі температур (МКІТ) і охолодження на повітрі до кімнатної температури, названий "міжкритичною нормалізацією" (Егорова СВ., Стеренбоген Ю.А., Юрчишин А.В. и др. // Автоматическая сварка.1983. - №2. - С.7-13). Цей спосіб термообробки сталі забезпечує гарне поєднання характеристик міцності та пластичності. Його було застосовано до сталей у вигляді прокату, які мають у вихідному стані (до термообробки) дрібнозернисту структуру, що вимагає введення до сталі сильних карбідо- і нітридоутворювальних легувальних елементів і, відповідно, підвищення її вартості. В основу винаходу поставлена задача з розробки способу термообробки (нормалізації) доевтектоїдних сталей, в якому нові умови проведення термообробки дозволяють отримати комплекс підвищених механічних властивостей при вихідному крупному зерні в сталях. Для вирішення поставленої задачі в способі термообробки доевтектоїдних сталей, який включає нагрівання в міжкритичний інтервал температур, витримку в ньому, подальше охолодження на повітрі, відповідно до винаходу, перед нагріванням і витримкою в міжкритичному інтервалі температур сталь нагрівають до температури Ас 3+(30-50 °C), витримують з розрахунку 2 хв. на 1 мм перерізу та охолоджують на повітрі до 450-550 °C. Охолодження до температури 450-550 °C викликає утворення більш дисперсної феритокарбідної суміші, що дозволяє значно подрібнювати зерно аустеніту при нагріванні в МКІТ. Більш висока температура, ніж 550 °C, до якої проводиться охолодження, призводить до утворення менш дисперсної ферито-карбідної суміші і викликає збільшення часу розпаду аустеніту, що неефективно. Охолодження нижче за 450 °C недоцільно, тому що додаткового подрібнення зерна и підвищення механічних властивостей не відбувається, крім того, збільшується тривалість охолодження і наступного нагрівання в МКІТ, що знижує продуктивність термообробки. Після нагрівання вище Ас3+(30-50 °C) охолодження до 450-550 °C, нагріву і витримки в МКІТ, охолодження до кімнатної температури сталі, що мали вихідну крупнокристалічну структуру (бал зерна≤6), набувають дрібнозернистості (бал зерна≥9). В результаті досягається підвищений рівень властивостей, міцності, пластичності й ударної в'язкості. Для ще більшого підвищення пластичності та ударної в'язкості після охолодження з МКІТ слід проводити відпуск. Випробування запропонованого способу було проведено в лабораторії кафедри "Матеріалознавство" ДВНЗ "Приазовський державний технічний університет". Приклад 1. Сталь 35ХМЛ, (Ас3=805 °C, Ас1=755 °C, бал зерна 3, 4) було термічно оброблено за запропонованим способом: нагрівання до 860 °C, витримка 20 хв., охолодження на повітрі до 550 °C, нагрівання в МКІТ на 780 °C (витримка 60 хв., подальше охолодження на повітрі до кімнатної температури. В результаті отримано 9,10 бал зерна сталі 35ХМЛ замість 3,4 і наступні механічні властивості: 0,2  460МПа , в  675МПа ,   12% ,   32% , KCU=0,40 МДж/м . Після додаткового високого відпуску на 600 °C (витримка 60 хв.), набуто наступних 2 механічних властивостей: 0,2  450МПа , в  652МПа ,   14 % ,   38% , KCU=0,55 МДж/м . Після термообробки за відомим способом: нагрів на 780 °C, витримка 60 хв., охолодження до 2 кімнатної температури на сталі 35ХМЛ отримано наступні механічні властивості: 0,2  420МПа , 50 в  638МПа ,   12% ,   30% , KCU=0,32 МДж/м2. Приклад 2. Сталь 30Г2Л (Ас3=790 °C, Ас1=690 °C, бал зерна 4,5) термооброблено за запропонованим способом: нагрівання на 840 °C, витримка 20 хв., охолодження до 500 °C, нагрівання в МКІТ на 740 °C, витримка 60 хв., охолодження на повітрі до кімнатної температури. Отримано 9,10 бал 55 зерна і наступні механічні властивості: 0,2  440МПа , в  670МПа ,   35 % ,   30% , KCU=1,1 2 МДж/м . 1 UA 99053 C2 Після термообробки за відомим способом: нагрів у МКІТ на 760 °C, витримка 60 хв., охолодження на повітрі до кімнатної температури, отримано наступні механічні властивості: 0,2  432МПа , в  637МПа ,   19 % ,   53% , KCU=0,68 МДж/м2. 5 10 Приклад 3 Сталь 14Г2 (Ас3=790 °C, Ас1=690 °C, бал зерна 4, 5) термооброблено за запропонованим способом: нагрівання на 870 °C, витримка 20 хв., охолодженняування до 450 °C, нагрівання в МКІТ на 760 °C, витримка 60 хв., охолодження на повітрі до кімнатної температури. Отримано 9,10 бал зерна і наступні механічні властивості: 0,2  465МПа , в  669МПа ,   25 % ,   59% , 2 KCU=0,84 МДж/м . Після термообробки за відомим способом: нагрівання на 870 °C (витримка 20 хв.), охолодження на повітрі в сталі 14Г2 отримано наступні механічні властивості: 0,2  432МПа , в  617МПа ,   19 % ,   50% , KCU=0,66 МДж/м2. Наведені приклади показують ефективність запропонованого способу. 15 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб термообробки доевтектоїдної сталі, що включає її нагрівання і витримку в міжкритичному інтервалі температур (МКІТ), охолодження на повітрі до кімнатної температури, який відрізняється тим, що перед нагріванням і витримкою в МКІТ цієї сталі проводять нагрівання до температури Ас3+(30-50 ºС), витримку з розрахунку 2 хв. на 1 мм перерізу сталі і охолоджують до 450-550 °С на повітрі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після охолодження з МКІТ додатково проводять відпуск цієї сталі. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2