CZ2011612A3 - Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla - Google Patents

Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla Download PDF

Info

Publication number
CZ2011612A3
CZ2011612A3 CZ20110612A CZ2011612A CZ2011612A3 CZ 2011612 A3 CZ2011612 A3 CZ 2011612A3 CZ 20110612 A CZ20110612 A CZ 20110612A CZ 2011612 A CZ2011612 A CZ 2011612A CZ 2011612 A3 CZ2011612 A3 CZ 2011612A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
temperature
deformation
steels
steel
beginning
Prior art date
Application number
CZ20110612A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ303949B6 (cs
Inventor
Masek@Bohuslav
Jirková@Hana
Ronesová@Andrea
Jenícek@Stepán
Stádler@Ctibor
Original Assignee
Západoceská Univerzita V Plzni
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Západoceská Univerzita V Plzni filed Critical Západoceská Univerzita V Plzni
Priority to CZ20110612A priority Critical patent/CZ2011612A3/cs
Priority to US13/631,186 priority patent/US8940111B2/en
Publication of CZ303949B6 publication Critical patent/CZ303949B6/cs
Publication of CZ2011612A3 publication Critical patent/CZ2011612A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0231—Warm rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

Popisuje se zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla, kde v prvním kroku je ocelový polotovar ohrát na teplotu lezící pod pocátkem austenitizace dané oceli, tedy pod teplotu (Ac.sub.1.n.). V dalsím kroku je polotovar zpracován tvárením s intenzivní plastickou deformací na výsledný produkt. V prubehu intenzívní plastické deformace dojde pomocí deformacní energie ke zvýsení teploty na koncovou teplotu lezící v rozmezí mezi teplotami (Ac.sub.1.n.) a (Ac.sub.3.n.), címz dojde k cástecné transformaci fereticko-perlitické struktury na austenit. V posledním kroku je výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající pocátku bainitického nosu (B). Na teplote odpovídající pocátku bainitického nosu (B) je provedena prodleva v procesu ochlazování, címz dojde ke vzniku TRIP struktury. V záveru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí.

Description

Způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla
Oblast techniky
Navrhované technické řešení spadá do oblasti provádění změn fyzikálních vlastností oceli tvářením.
Dosavadní stav techniky
TRIP oceli jsou vysoko-pevné vícefázové oceli obsahující ferit, bainit a zbytkový austenit. Tyto oceli byly vyvinuty pro plechové díly v automobilovém průmyslu. Jejich vysoká deformační schopnost však umožňuje jejich využití i pro jiné aplikace. Jedna z takových aplikací je i tváření za studená, za účelem dosažení požadovaného tvaru součásti. Při této deformaci za studená dochází k transformaci zbytkového austenitu na martenzit a podle tohoto jevu „TRansformation Induced Plasticity“ je také TRIP ocel nazývána.
Dosavadní výroba těchto materiálů je zavedena zejména v oblasti produkce plechů. Existují dva základní postupy této výroby. První způsob využívá válcování plechu za tepla v oblasti úplné austenitizace a poté navazuje chlazení materiálu až do teplot odpovídající bainitickému nosu (Obr. 1). Při této teplotě se provede prodleva v procesu ochlazování, která vede k transformaci části metastabilního austenitu na bainit, přičemž ve struktuře zůstane zachována část zbytkového austenitu. Tento zbytkový austenit je po provedené prodlevě v procesu ochlazování dostatečně stabilní, aby zůstal zachován i při dalším ochlazení na teplotu okolí.
Druhý postup používá tváření materiálu za tepla a poté za studená (Obr. 2). Výsledným produktem je plech, který je poté interkriticky žíhán na teploty mezi Aci a AC3. Tímto postupem dojde k neúplné austenitizaci materiálu a při jeho ochlazení je provedena, opět při teplotách odpovídající bainitickému nosu, prodleva pro vytvoření bainitu a stabilizaci zbytkového austenitu. Oběma postupy vzniká vícefázová struktura obsahující ferit, bainit a zbytkový austenit.
Nevýhodou tváření za tepla je, že materiál ohříván do oblasti úplné austenitizace, tzn. poměrně vysoko nad teplotu AC3. Při této teplotě dochází zpravidla k intenzitnímu okujení povrchu, které způsobuje jak materiálové ztráty, tak zhoršuje povrchové vlastnosti produktu. Nutnost ohřevu polotovaru na vysokou teplotu je poměrně energeticky náročné.
Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje navrhované technické řešení.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla.
V prvním krokuje ocelový polotovar ohřát na teplotu ležící pod počátkem austenitizace dané oceli, tedy pod teplotu Acj. Ocelový polotovar je s výhodou vyroben z nízkolegované oceli legované Si, Mn, nebo AI.
Ve druhém kroku je polotovar zpracován tvářením s intenzivní plastickou deformací do podoby výsledného produktu. V průběhu tváření s intenzívní plastickou deformací dojde pomocí deformační energie ke zvýšení teploty na koncovou teplotu ležící v rozmezí mezi teplotami Aci a AC3, tedy v rozmezí mezi teplotou počátku austenitizace a teplotou úplné austenitizace dané oceli. Tím dojde k částečné transformaci feriticko-perlitické struktury na austenit. Při teplotě ležící nad teplotou Aci je materiál dostatečně plastický, aby mohl být intenzivně deformován. Ve variantním řešení je intenzívní plastická deformace ve formě inkrementálního deformačního postupu, kde při tváření dochází k několika deformačním krokům.
V posledním kroku je výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající počátku bainitického nosu. Na teplotě odpovídající počátku bainitického nosu je provedena prodleva v procesu ochlazování, čímž dojde ke vzniku TRIP struktury. V závěru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí.
Zavedením technologie, která podstatně sníží teplotu tváření pod teplotu Acb dojde k celkové úspoře energie potřebné na ohřev polotovaru před tvářením. Navíc lze dosáhnout daleko větší kvality povrchu i přesnosti tvářeného produktu. Deformační energie je využita jako energie potřebná pro vznik TRIP struktury a zvýší teplotu polotovaru na potřebnou úroveň bez toho, aby muselo být teplo dodáno do systému zvenčí klasickým způsobem, tedy ohřevem. Navíc celý postup umožňuje významné zkrácení procesu a propojení s návazným řízeným ochlazováním, které nemusí probíhat odděleně, ale může být spojeno s předchozím procesem tváření. Tím může vzniknout energeticky efektivní výrobní řetězec termomechanického zpracování, který zároveň umožňuje výrobu produktů z TRIP ocelí.
* ' » » « » ♦ « » i í · • * i {J “ť ; i » ♦ < »
Přehled obrázků na výkresech
Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na obr. 1 - dosavadní stav: tváření materiálu za tepla v oblasti úplné austenitizace, obr. 2 - dosavadní stav: tváření materiálu za tepla a poté za studená, s interkritickým žíháním, obr. 3 - navrhované řešení: tváření materiálu s využitím deformačního tepla.
Příklad^provedení ; ///> - -t z/
Při příkladném provádění způsobu dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla je použit ocelový polotovar z nízkolegované vysokopevné oceli typu TRIP obsahující
... /Λ · - y /---1 '-;-4 -.4 Uf0,2% hm* C, 1,4% Si hm., 1,8% hm. Mn, přičemž zbytek do 100% hm. tvoří Fe.
V prvním kroku je ocelový polotovar ohřát na teplotu ležící pod počátkem austenitizace Ac^ dané oceli, v tomto případě na teplotu 720 °C s výdrží 20 vteřin na této teplotě.
V dalším kroku je polotovar zpracován tvářením s intenzivní plastickou deformací na výsledný produkt. Tváření je v tomto případě ve formě inkrementální deformace při tváření příčným válcováním po dobu 20 vteřin.
V průběhu tváření s intenzivní plastickou deformací dojde pomocí deformační energie ke zvýšení teploty na koncovou teplotu ležící v rozmezí mezi teplotou počátku austenitizace Ay a teplotou úplné austenitizace Ay. Koncová teplota v tomto případě činí 770 °C. Tím dojde k částečné transformaci feriticko-perlitické struktury na austenit.
V posledním kroku je výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající počátku bainitického nosu B, v tomto případě na teplotu 425 °C. Ochlazení proběhne tak, že křivka částečně protne oblast feritu F a zároveň neprotne oblast perlitu P. Na teplotě odpovídající počátku bainitického nosu B je provedena prodleva v procesu ochlazování po dobu 600 vteřin, čímž dojde ke vzniku TRIP struktury. V závěru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí.
Příkladné provedení je patrné z obr. 3.
i « i » . 1 k i h « · * «
Seznam vztahových značek
Ms - teplota počátku martenzitické transformace
Aci - teplota počátku austenitizace
AC3 - teplota úplné austenitizace
F - oblast feritu
P - oblast perlitu
B - oblast bainitu

Claims (3)

1. Způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla, vyznačující se tím, že v prvním kroku je ocelový polotovar ohřát na teplotu ležící pod počátkem austenitizace dané oceli, tedy pod teplotu (AcO, v dalším kroku je polotovar zpracován tvářením s intenzivní plastickou deformací na výsledný produkt, přičemž v průběhu intenzívní plastické deformace dojde pomocí deformační energie ke zvýšení teploty na koncovou teplotu ležící v rozmezí mezi teplotami (Aci) a (AC3), čímž dojde k částečné transformaci feriticko-perlitické struktury na austenit, -. 7.^ a- v posledním kroku je výsledný produkt z koncové teploty ochlazen na teplotu odpovídající počátku bainitického nosu (B), přičemž na teplotě odpovídající počátku bainitického nosu (B) je provedena prodleva v procesu ochlazování, čímž dojde ke vzniku TRIP struktury a v závěru je výsledný produkt vychlazen na teplotu okolí.
2. Způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že ocelový polotovar jez nízkolegované oceli legované Si a/nebo Mn a/nebo Al.
3. Způsob dosažení TRIP struktury ocelí s využitím deformačního tepla podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že intenzívní plastická deformace je ve formě inkrementálního deformačního postupu, kde při tváření dochází k několika deformačním krokům.
CZ20110612A 2011-09-30 2011-09-30 Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla CZ2011612A3 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110612A CZ2011612A3 (cs) 2011-09-30 2011-09-30 Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla
US13/631,186 US8940111B2 (en) 2011-09-30 2012-09-28 Method of achieving trip microstructure in steels by means of deformation heat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110612A CZ2011612A3 (cs) 2011-09-30 2011-09-30 Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ303949B6 CZ303949B6 (cs) 2013-07-10
CZ2011612A3 true CZ2011612A3 (cs) 2013-07-10

Family

ID=47991505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20110612A CZ2011612A3 (cs) 2011-09-30 2011-09-30 Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8940111B2 (cs)
CZ (1) CZ2011612A3 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2013282A3 (cs) * 2013-04-13 2014-11-26 Západočeská Univerzita V Plzni Způsob tepelného zpracování polotovarů z TRIP oceli
JP6379731B2 (ja) * 2014-06-26 2018-08-29 新日鐵住金株式会社 高強度鋼材およびその製造方法
CZ307213B6 (cs) 2016-09-19 2018-03-28 Západočeská Univerzita V Plzni Způsob výroby dutých těles a zařízení k provádění tohoto způsobu
RU2696186C2 (ru) * 2017-10-05 2019-07-31 Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Способ производства листового проката из низколегированной трубной стали
WO2021009543A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 Arcelormittal Method for producing a steel part and steel part

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57114016A (en) * 1981-01-05 1982-07-15 Toshiba Corp Heat treatment of steam turbine rotor shaft
DE4323167C1 (de) * 1993-07-10 1994-05-19 Leifeld Gmbh & Co Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus Stahl mit einer Innen- und/oder Außenprofilierung
US6190469B1 (en) * 1996-11-05 2001-02-20 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Method for manufacturing high strength and high formability hot-rolled transformation induced plasticity steel containing copper
NL1007731C2 (nl) * 1997-12-08 1999-06-09 Hoogovens Staal Bv Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een ferritisch gewalste stalen band.
CZ20002140A3 (cs) * 1998-06-18 2001-04-11 Exxonmobil Upstrem Research Company Ultravysoce pevné vyzrálé oceli s vynikající houževnatostí za kryogenních teplot
FR2796966B1 (fr) * 1999-07-30 2001-09-21 Ugine Sa Procede de fabrication de bandes minces en acier de type "trip" et bandes minces ainsi obtenues
EP1749895A1 (fr) * 2005-08-04 2007-02-07 ARCELOR France Procédé de fabrication de tôles d'acier présentant une haute résistance et une excellente ductilité, et tôles ainsi produites
EP1767659A1 (fr) * 2005-09-21 2007-03-28 ARCELOR France Procédé de fabrication d'une pièce en acier de microstructure multi-phasée
DE102005051052A1 (de) * 2005-10-25 2007-04-26 Sms Demag Ag Verfahren zur Herstellung von Warmband mit Mehrphasengefüge
CN102212657B (zh) * 2011-06-09 2012-08-22 北京科技大学 一种冷轧相变诱导塑性钢的淬火配分生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8940111B2 (en) 2015-01-27
US20130081741A1 (en) 2013-04-04
CZ303949B6 (cs) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107794357B (zh) 超快速加热工艺生产超高强度马氏体冷轧钢板的方法
RU2689573C2 (ru) Способ изготовления высокопрочного стального листа, обладающего улучшенными прочностью, формуемостью, и полученный лист
Kuang et al. Effects of quenching and tempering on the microstructure and bake hardening behavior of ferrite and dual phase steels
MX363038B (es) Metodo para producir hoja de acero laminada en frio.
CN103547687A (zh) 生产硬化的结构部件的方法
RU2008117135A (ru) Способ производства высокопрочных стальных плит с великолепной пластичностью и производимые этим способом плиты
Güler et al. Investigation of the hot ductility of a high-strength boron steel
CZ2011612A3 (cs) Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla
KR102006963B1 (ko) 강 반제품의 열간성형에 의해 부품을 생산하기 위한 방법
Han et al. Application of hot stamping process by integrating quenching & partitioning heat treatment to improve mechanical properties
WO2016106621A1 (en) Method of hot forming a component from steel
RU2016151793A (ru) Способ изготовления высокопрочной листовой стали, имеющей улучшенную формуемость, и полученный лист
CN108411202A (zh) 一种厚规格冷轧双相钢及其制备方法
US20150090378A1 (en) Method of hot-shaping and hardening a sheet steel blank
RU2014143828A (ru) Способ изготовления конструктивного элемента из стали горячим формованием
KR20150031834A (ko) 성형성 향상을 위한 고장력강의 레이저 열처리 방법
Chen et al. Influence of deformation temperature on γ-α phase transformation in Nb–Ti microalloyed steel during continuous cooling
US8377235B2 (en) Process for forming steel
CN103468913A (zh) 一种超高压容器用钢晶粒细化的热处理方法
JP2016078119A (ja) 超高張力鋼板の温間成形方法
Guk et al. Influence of inductive heating on microstructure and material properties in roll forming processes
Sun et al. Microstructural evolution and quenching properties of 22MnB5 steel for hot stamping during resistance heating
CN103820608B (zh) 35CrMnSi钢消除第二类回火脆性提高韧性的热处理方法及35CrMnSi钢
Klinkenberg et al. New trends and technologies in thin-slab direct rolling: Improved microstructure & mechanical behavior
JP2009280869A (ja) 鋼材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20210930