CZ2011612A3 - Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla - Google Patents
Zpusob dosazení TRIP struktury ocelí s vyuzitím deformacního tepla Download PDFInfo
- 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
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.
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)
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)
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 |
-
2011
- 2011-09-30 CZ CZ20110612A patent/CZ2011612A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-09-28 US US13/631,186 patent/US8940111B2/en not_active Expired - Fee Related
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 |