CS262184B1 - Method for semiproducts made of austenitic steels forming - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby výkovků a vývalků z austenitických ocelí, které mají být po konečném tepelném zpracování utrazvukově průchodné i v povrchové vrstvě. Podstata řešení spočívá v limitování doby τ mezi dokončením ohřevu ke tváření a prvním deformačním krokem, s níž roste teplotní gradient po průřezu před zahájením tváření až případně natolik, že ve zchladlých povrchových vrstvách ocelí s vysokou rekrystalizační teplotou nedochází během tváření k rekrystalizaci. Doba τ je limitována podmínkou 1 s < τ < t„,bx[sJ = Τ|’θθθΐ . Dmin0-65 [mm] kde Tp je teplota ohřevu polotovaru při tváření a Dmi„ ]’θ průměr kružnice vepsané do jeho nejmenšího průřezu. Týká se tváření velkých průřezů s malým stupněm protváření, hlavně volného kování austenitických ocelí stabilizovaných titanem a niobem.The invention relates to a method for producing forgings and rolled austenitic steels that they have be after the final heat treatment even in the surface layer. The essence of the solution lies in limiting the time τ between completion of heating to forming and the first deformation step with which it grows temperature gradient across the section before starting forming to possibly so much that in supercoated, supercoated, supercoated steel coats there is no recrystallization temperature during forming for recrystallization. The time τ is limited by the condition 1 s <τ <t,, bx [sJ = Τ | ’θθθΐ. Dmin0-65 [mm] where Tp is the forming temperature of the blank and Dmi "]" θ the diameter of the circle inscribed in its of the smallest cross-section. It concerns large forming cross-sections with a small degree of forming, mainly forging austenitic steels titanium and niobium.

Description

Vynález se týká způsobu tváření polotovarů z austenitických ocelí, které mají být po konečném tepelném zpracování ultrazvukově průchodné i v povrchových vrstvách. Vynález spadá do oboru tváření za tepla při relativně malých deformacích, jakým je například volné kování nebo válcování bezešvých trub.The present invention relates to a process for forming austenitic steel blanks to be ultrasonically permeable in surface layers after the final heat treatment. The invention falls within the field of thermoforming at relatively small deformations, such as free forging or rolling seamless tubes.

Ultrazvuková neprůchodnost povrchových vrstev některých tvářených polotovarů z austenitických ocelí, např. volně kovaných výkovků, je obvykle způsobena jevem persistence primárních licích či hrubých sekundárních zrn, která v konečných fázích tváření ani během následného tepelného zpracování neprodělala statickou rekrystalizaci. Jednou z technologických příčin tohoto jevu za podmínek uplatnění relativně malých stupňů deformace během tváření za tepla je zchladnutí povrchových vrstev ingotu či polotovaru, v době mezi jejich vyjmutím z ohřívací pece a zahájením tváření, pod rekrystalizační teplotu tvářené oceli.The ultrasonic impermeability of the surface layers of some wrought austenitic steels, such as open die forgings, is usually caused by the phenomenon of persistence of primary casting or coarse secondary grains which did not undergo static recrystallization in the final forming stages or during subsequent heat treatment. One of the technological causes of this phenomenon under the conditions of applying relatively small degrees of deformation during hot forming is the cooling of the ingot surface layers, between their removal from the heating furnace and the start of forming, below the recrystallization temperature of the formed steel.

Dosud se tepelnému gradientu po průřezu ingotu čí dále zpracovávaného polotovaru nevěnovala pozornost. Například ohřev ke kování se provádí i v pecích značně vzdálených od kovacího lisu, kování se realizuje i v případě poruchy na jeřábu během přepravy ohřátého kusu nebo poruchy lisu, případně manipulátoru, tedy se značným časovým odstupem mezi dokončením ohřevu a zahájením kování. Doba mezi vyjmutím ohřátého kusu z pece a zahájením kování se nelimituje, neboť u většiny ocelí to není třeba pro jejich relativně nízkou rekrystalizační teplotu. Austenitické oceli, zvláště stabilizované titanem a niobem, však mají rekrystalizační teplotu podstatně vyšší a pokles teploty povrchových vrstev ingotu či polotovaru už jen o 100 °C pod optimální teplotu, na niž se provádí ohřev ke tváření, již v mnohých případech projevy persistence umožňuje.So far, the thermal gradient over the cross-section of the ingot or semi-finished workpiece has been ignored. For example, heating to the forging is also carried out in furnaces far from the forging press, forging is also carried out in the event of a crane failure during transport of the heated piece or failure of the press or manipulator, ie with considerable time lag between heating completion and forging. The time between removal of the heated piece from the furnace and the start of the forging is not limited, since for most steels this is not necessary because of their relatively low recrystallization temperature. However, austenitic steels, especially stabilized by titanium and niobium, have a significantly higher recrystallization temperature and in many cases persistency is already possible by a drop in the surface temperature of the ingot or semi-finished product by only 100 ° C below the optimum temperature for forming.

Výše uvedený nedostatek projevující se při tváření austenitických ocelí odstraňuje řešení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se v průběhu tváření limituje doba mezi vyjmutím ohřívaného ingotu, předkovku či předvalku z ohřívací pece a zahájením deformačního procesu při tváření. Omezuje se tak tepelný gradient po průřezu ingotu, předkovku či předvalku na začátku tváření a zlepšují se podmínky proThe above-mentioned drawback in forming austenitic steels removes the solution according to the invention, which consists in limiting the time between removal of the heated ingot, preform or billet from the heating furnace and the start of the deformation process during forming. This reduces the thermal gradient across the cross section of the ingot, preform or billet at the beginning of the forming and improves conditions for

Claims (1)

Způsob tváření polotovarů z austenitických ocelí podmiňující ultrazvukovou průchodnost povrchových vrstev po konečném tepelném zpracování vyznačený tím, že první deformační krok na tvářeném ingotu, předkovku či předvalku je alespoň po prvním ohřevu během tváření proveden v době od T_min = 1 sekunda do průběh rekrystalizace v povrchových vrstvách. Přípustná je tím delší doba do začátku tváření, čím je větší průřez polotovaru a čím je zvolena vyšší teplota ohřevu, což vyjadřuje empiricky odvozený vztah fmaJs] = ^T^‘ ί ^¹··. D_min°’⁶⁵ [mm] v němžMethod of forming semi-finished products made of austenitic steels conditional on ultrasonic patency of surface layers after final heat treatment characterized in that the first deformation step on the formed ingot, preform or billet is performed at least after the first heating during forming from T _min = 1 second to recrystallization in surface layers. The longer the time to the beginning of the forming is permissible, the larger the cross-section of the workpiece and the higher the heating temperature, which is expressed by the empirically derived relationship fmaJs] = ^T ^ 'ί ^ ¹ ··. D _min ° ^'65 [mm] in which Tmax = maximální doba mezi dokončením ohřevu a zahájením tvářeníTmax = maximum time between heating completion and forming start T_p = teplota ohřevu ingotu, předkovku, předvalku, který je určen k následnému tvářeníT _p = temperature of the ingot heating, preform, billet, which is intended for subsequent forming D„iin = průměr kružnice vepsané do nejmenšího průřezu ingotu nebo předkovkuD i iin = diameter of the circle inscribed in the smallest cross-section of the ingot or forging Způsobem podle vynálezu se zlepšují podmínky rekrystalizace polotovaru.The process of the invention improves the recrystallization conditions of the blank. Příkladem použití způsobu tváření podle vynálezu je technologie volného kování výkovků 0 260 mm x 4 000 mm z oceli 08Crl8Nil0Ti, u nichž se vyžaduje průchodnost povrchových vrstev při ultrazvukovém zkoušení konečně tepelně zpracovaných výkovků za použití šikmé sondy. Výchozí ingot I 2,2 s D_mj_n = 425 mm je po prvém ohřevu na 1150 °C překován na kvadrát 350 mm a ten je po druhém ohřevu na 1150 °C překován na osmihran 285 mm, přičemž doba τ mezi dokončením ohřevu ingotu i předkovku, počítaná od okamžiku jejich průchodu pecním otvorem je limitována časem 50 sekund, tj. leží v intervalu 1 s < τ < τ_ηΐ3:, nehoř T.nax pro ingot činí 58,76 s a pro předkovek 51,80 s. Limitování doby τ vylučuje z použití pecní agregáty příliš vzdálené od kovacího lisu a kování ingotů či předkovků, které nadměrně před započetím kování zchladly v důsledku organizačních závad či poruch na lisu a manipulačním zařízení. Praktickým důsledkem uplatnění tohoto postupu je potlačení náhodného výskytu povrchové hrubozrnnosti způsobené u hotových výrobků jevem persistence, která je detekována při ultrazvukové zkoušce za použití úhlové sondy.An example of the use of the forming method of the invention is the free forging technology of 0 260 mm x 4 000 mm of 08Cr18Nil0Ti steel, which requires the passage of surface layers in ultrasonic testing of finally heat treated forgings using an inclined probe. The initial ingot I 2.2 s D _m j _n = 425 mm is forged after the first heating at 1150 ° C to a quadrate of 350 mm and after the second heating to 1150 ° C it is forged to an octagon of 285 mm. the forefront, counted from the moment of their passage through the furnace orifice is limited by the time of 50 seconds, ie it lies in the interval of 1 s <τ <τ _ηΐ3 :, the T.nax for the ingot is 58.76 s and for the forefront 51.80 s. τ excludes the use of furnace units too far from the forging press and forging of ingots or forgings that have cooled excessively prior to the start of the forging due to organizational defects or defects on the press and handling equipment. The practical consequence of this procedure is to suppress the accidental occurrence of surface coarseness caused by the phenomenon of persistence, which is detected in an ultrasonic test using an angle probe, in finished products. Uplatnění vynálezu je především při volném kování těžkých výkovků a válcování tlustostěnných trub z austenitických ocelí s vysokou rekrystalizační teplotou, tj. stabilizovaných např. titanem.The application of the invention is primarily in the free forging of heavy forgings and rolling of thick-walled tubes of austenitic steels with high recrystallization temperature, ie stabilized eg by titanium. r_si — ^Τ·> ί°θί n «.es r_mmi fmax L^SJ — 2 qqq * ^^min L^nn^J od okamžiku dokončení ohřevu ingotu, předkovku či předvalku, když T_p je teplota ohřevu ingotu, předkovku či předvalku a D_n,in je průměr kružnice vepsané do nejmenšího průřezu ingotu, předkovku či předvalku.r _s i - ^Τ > ° ί ί ί es es es r r r r _{mm mm mm mm mm} fmax L ^S J - 2 qqq * ^ ^min L ^ nn ^ J from the moment the ingot, preform or billet heating is complete when T _p is the ingot heating temperature, preform or billet and D _n , in is the diameter of the circle inscribed in the smallest cross section of the ingot, preform or billet.