RU2482197C1 - Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей - Google Patents
Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482197C1 RU2482197C1 RU2012108541/02A RU2012108541A RU2482197C1 RU 2482197 C1 RU2482197 C1 RU 2482197C1 RU 2012108541/02 A RU2012108541/02 A RU 2012108541/02A RU 2012108541 A RU2012108541 A RU 2012108541A RU 2482197 C1 RU2482197 C1 RU 2482197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- austenitic stainless
- carried out
- minutes
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к области деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей. Для получения нанокристаллической и субмикрокристаллической структуры аустенитной стали и повышения ее прочностных свойств при комнатной температуре осуществляют пластическую деформацию путем горячей прокатки, которую проводят в интервале температур 973-1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2 с последующим отжигом в интервале температур 1323-1373 К и с временем выдержки в течение от 10 до 30 минут. После этого проводят холодную прокатку до истинной степени деформации от более 3,5 до 4 с последующим отжигом в интервале температур 773-973 К длительностью от 30 минут до 2 часов. Изобретение может быть использовано для изготовления элементов конструкций в химическом и нефтехимическом машиностроении, сосудов высокого давления, крепежных элементов. 1 табл., 2 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к области деформационно-термической обработки, а именно к технологии обработки аустенитных нержавеющих сталей.
Известны два основных способа повышения прочностных свойств аустенитных нержавеющих сталей:
1. Легирование аустенитных сталей различными химическими элементами, которые приводят к дисперсионному упрочнению стали в ходе стандартной термической обработки (закалка + отпуск). Но такой способ повышения прочностных свойств сталей является высокозатратным из-за введения дорогостоящих элементов.
2. Интенсивная пластическая деформация до больших истинных степеней деформации в сочетании с последующей или промежуточной термической обработкой.
Известен способ обработки сталей аустенитно-мартенситного класса. Сущность метода заключается в нагреве заготовки из стали 07Х16Н6 до температуры 1180°C с последующей выдержкой в течение 1,5 часа, деформации ковкой или штамповкой в интервале температур 1180-900°C с охлаждением на воздухе. Поковку нагревают до температуры 1050°С, выдерживают в течение 5-10 мин, закаливают, затем подвергают деформации при температуре 675°C с последующим отпуском при температуре 700°С в течение 2 часов (RU №2034048, публ. 30.04.1995). Данный способ обработки рекомендован для производства различных деталей сепараторов в молочной промышленности.
Недостатком данного способа обработки является то, что стальную заготовку нагревают до температуры выше 1100°С, что приводит к росту аустенитного зерна, как следствие формируется неоднородная структура и падает пластичность стали. Последующую деформационную обработку стальных заготовок проводят при повышенных температурах, что создает напряженный режим работы оборудования и снижает экономическую эффективность данного способа.
Прототипом был выбран способ обработки аустенитных сталей, включающий закалку от 1323 К на воздухе, отпуск при температуре 1020 К, пластическую деформацию, способом прокатки или одноосного растяжения при температуре жидкого азота 77 К до степени обжатия 10%, нагрев в электропечи до температуры 730-770 К, при которой максимально активно проходит процесс обратного α→γ превращения, с нагружением до (0,5-0,9)σ0,2 и выдержкой, при данной температуре, в нагруженном состоянии в течение часа (RU №2287592, публ. 20.11.2006).
Недостатком данного способа обработки аустенитных сталей является неоднородность получаемой структуры из-за отсутствия предварительной обработки (создания в аустенитной стали более однородной структуры), что сказывается на получении низких прочностных свойств стали, а т.к. пластическая деформация проводится при криогенной температуре, требуется дополнительное специальное охлаждающее оборудование для заготовки и инструмента.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового способа деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей для повышения их прочностных свойств за счет формирования в стальных полуфабрикатах нанокристаллической и субмикрокристаллической структур.
Техническим результатом изобретения является:
- режимы предварительной деформационно-термической обработки аустенитной нержавеющей стали, обеспечивающей формирование в стальных заготовках однородной мелкозернистой микроструктуры со средним размером зерна не более 20 мкм;
- режимы деформационно-термической обработки стали, обеспечивающие получение нанокристаллической и субмикрокристаллической структур аустенитной нержавеющей стали;
- повышение прочностных свойств аустенитной нержавеющей стали при комнатной температуре.
Поставленная задача решается предложенным способом деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей. Способ обработки включает пластическую деформацию, причем пластическую деформацию методом горячей прокатки проводят в интервале температур от 973 до 1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2 с последующим отжигом в интервале температур от 1323 до 1373 К и временем выдержки в течение от 10 до 30 минут; после этого проводят холодную прокатку до истинной степени деформации более 3,5 при комнатной температуре с последующим отжигом при температурах от 773 до 973 К длительностью от 30 минут до 2 часов.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
- предварительная обработка, которая заключается в горячей прокатке при температуре от 973 до 1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2 с последующим отжигом в интервале температур от 1323 до 1373 К и временем выдержки в течение от 10 до 30 минут. Такая предварительная обработка позволяет получить однородную мелкозернистую равноосную структуру со средним размером зерен 10 мкм без определенной текстуры;
- проведение холодной прокатки до истинной степени деформации более 3,5, что способствует формированию структуры полосчатого типа, состоящей из ламелей феррита и аустенита со средним поперечным размером 50 нм, в результат чего повышаются прочностные свойства стали;
- последующий отжиг образцов, подвергнутых холодной прокатке, в интервале температур от 773 до 973 К в течение от 30 минут до 2 часов сопровождающийся частичным обратным превращением мартенсита в аустенит, что стабилизирует структуру и приводит к формированию субмикрокристаллической структуры со средним размером зерна 100-200 нм.
Таким образом, достигнута поставленная задача по созданию нового способа деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей, позволяющего существенно повысить прочностные свойства стали за счет формирования в ней нанокристаллической и субмикрокристаллической структур.
Предлагаемое изобретение характеризуют следующие графические материалы:
Фиг.1 - структура аустенитной нержавеющей стали после горячей прокатки при 973 К до истинной степени деформации 1,5, последующего отжига при 1373 К в течение 10 минут и последующей холодной прокатки при комнатной температуре до истинной степени деформации 4;
Фиг.2 - структура аустенитной нержавеющей стали после горячей прокатки при 973 К до истинной степени деформации 1,5, последующего отжига при 1373 К в течение 10 минут, последующей холодной прокатки при комнатной температуре до истинной степени деформации 4 и последующего отжига при температуре 873 К в течение 2 часов.
Пример осуществления
Для практического примера использовали аустенитную нержавеющую сталь типа 10Х18Н8Д3БР, образцы предварительно подвергали горячей прокатке при температуре 973 К до истиной степени деформации 1,5 с последующим отжигом при температуре 1373 К в течение 10 минут. После такой обработки средний размер зерна составил 10 мкм. Образцы в виде прутов квадратного сечения размером 9,2×9,2 мм2 прокатали при комнатной температуре до конечных размеров поперечного сечения 1,25×1,25 мм2, при этом истинная степень деформации составила 4, характерная структура после деформации представлена на Фиг.1. Из полученных прутков были вырезаны образцы длиной 70 мм, которые затем отжигали в интервале температур от 773 до 973 К в течение от 30 минут до 2 часов при каждой температуре. Структура после отжига при температуре 873 К в течение 2 часов представлена на Фиг.2.
Достигнутый технический результат заключается в выполнении предварительной обработки для формирования однородной мелкозернистой структуры в аустенитной нержавеющей стали перед последующей интенсивной пластической деформацией, методом прокатки, формировании субмикрокристаллической структуры после пластической деформации и последующего отпуска, что способствует повышению прочностных свойств аустенитной стали, что подтверждается данными, приведенными ниже в таблице 1.
Механические свойства аустенитной нержавеющей стали 10Х18Н8Д3БР | ||
Состояние | Предел текучести (σ0.2) МПа | Предел прочности (σв), МПа |
Холодная прокатка | 2050 | 2065 |
773К, 30 мин | 2090 | 2180 |
773К, 2 ч | 1690 | 1825 |
873К, 30 мин | 1410 | 1475 |
873К, 2 ч | 1345 | 1520 |
973К, 30 мин | 1145 | 1225 |
973К, 2 ч | 1050 | 1160 |
Реализация предлагаемого способа в промышленном производстве позволит получать аустенитные нержавеющие стали с повышенными прочностными свойствами, которые могут быть использованы для изготовления элементов конструкций в химическом и нефтехимическом машиностроении, сосудов высокого давления, крепежных элементов.
Claims (1)
- Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей, включающий пластическую деформацию путем горячей прокатки и термическую обработку, отличающийся тем, что горячую прокатку проводят в интервале температур 973-1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2, последующую термическую обработку осуществляют путем отжига в интервале температур 1323-1373 К и с временем выдержки в течение от 10 до 30 мин, затем проводят холодную прокатку при комнатной температуре до истинной степени деформации от более 3,5 до 4 с последующим отжигом в интервале температур 773-973 К с длительностью от 30 мин до 2 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012108541/02A RU2482197C1 (ru) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012108541/02A RU2482197C1 (ru) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2482197C1 true RU2482197C1 (ru) | 2013-05-20 |
Family
ID=48789863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012108541/02A RU2482197C1 (ru) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2482197C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542151C2 (ru) * | 2013-05-28 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Способ производства металлопродукции из легированных марок стали и сплавов |
RU2548339C1 (ru) * | 2013-10-02 | 2015-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ термомеханической обработки экономнолегированных сталей |
CN110923430A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-03-27 | 中国科学院金属研究所 | 一种具有低马氏体含量的高强度和高塑性304奥氏体不锈钢的制备方法 |
RU2809290C1 (ru) * | 2023-10-02 | 2023-12-11 | Акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (АО "ЧТПЗ") | Способ производства холоднодеформированных труб из аустенитной нержавеющей стали типа 08х18н10т |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3446333A (en) * | 1966-06-07 | 1969-05-27 | United States Steel Corp | Treating austenitic stainless steels |
SU1280031A1 (ru) * | 1985-01-04 | 1986-12-30 | Научно-исследовательский институт металлургии | Способ изготовлени нагартованной ленты из аустенитной нержавеющей стали |
RU2172350C2 (ru) * | 1999-07-19 | 2001-08-20 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Устройство для деформационной обработки заготовок |
RU2181776C2 (ru) * | 2000-01-05 | 2002-04-27 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Способ обработки сталей |
RU2254394C1 (ru) * | 2004-03-16 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Высокопрочная аустенитная нержавеющая сталь и способ окончательной упрочняющей обработки изделий из нее |
RU2302304C2 (ru) * | 2002-01-31 | 2007-07-10 | Смс Демаг Акциенгезелльшафт | Способ и установка для изготовления горячекатаной полосы из аустенитных нержавеющих сталей |
-
2012
- 2012-03-07 RU RU2012108541/02A patent/RU2482197C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3446333A (en) * | 1966-06-07 | 1969-05-27 | United States Steel Corp | Treating austenitic stainless steels |
SU1280031A1 (ru) * | 1985-01-04 | 1986-12-30 | Научно-исследовательский институт металлургии | Способ изготовлени нагартованной ленты из аустенитной нержавеющей стали |
RU2172350C2 (ru) * | 1999-07-19 | 2001-08-20 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Устройство для деформационной обработки заготовок |
RU2181776C2 (ru) * | 2000-01-05 | 2002-04-27 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Способ обработки сталей |
RU2302304C2 (ru) * | 2002-01-31 | 2007-07-10 | Смс Демаг Акциенгезелльшафт | Способ и установка для изготовления горячекатаной полосы из аустенитных нержавеющих сталей |
RU2254394C1 (ru) * | 2004-03-16 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Высокопрочная аустенитная нержавеющая сталь и способ окончательной упрочняющей обработки изделий из нее |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542151C2 (ru) * | 2013-05-28 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Способ производства металлопродукции из легированных марок стали и сплавов |
RU2548339C1 (ru) * | 2013-10-02 | 2015-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ термомеханической обработки экономнолегированных сталей |
CN110923430A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-03-27 | 中国科学院金属研究所 | 一种具有低马氏体含量的高强度和高塑性304奥氏体不锈钢的制备方法 |
RU2809290C1 (ru) * | 2023-10-02 | 2023-12-11 | Акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (АО "ЧТПЗ") | Способ производства холоднодеформированных труб из аустенитной нержавеющей стали типа 08х18н10т |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pachurin et al. | Economical preparation of 40X steel for cold upsetting of bolts. | |
RU2525006C1 (ru) | Способ термомеханической обработки сталей аустенитного класса | |
RU2012143967A (ru) | Способ изготовления изделий из легкой аустенитной конструкционной стали и изделие из легкой аустенитной конструкционной стали (варианты) | |
WO2016001893A3 (en) | Method for producing a high strength steel sheet having improved strength and formability and obtained sheet | |
BR112014000086A2 (pt) | método para produção de folha de aço laminada a frio | |
CN104451082A (zh) | 一种晶粒尺寸小于100nm的304奥氏体不锈钢的制备方法 | |
RU2482197C1 (ru) | Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей | |
RU2553321C1 (ru) | Способ подготовки калиброванного проката для изготовления метизных крепежных изделий | |
US8377235B2 (en) | Process for forming steel | |
US20160032417A1 (en) | Work hardenable yield ratio-controlled steel and method of manufacturing the same | |
RU2618678C1 (ru) | Способ деформационно-термической обработки аустенитной высокомарганцевой стали | |
JP2012066279A (ja) | ベアリングレースの製造方法 | |
RU2598744C1 (ru) | Способ термомеханической обработки метастабильной аустенитной стали | |
RU2395356C1 (ru) | Способ изготовления труб из алюминиевых сплавов | |
RU2287592C1 (ru) | Способ механико-термического упрочнения нержавеющих аустенитных сталей | |
RU2535889C1 (ru) | Способ термической обработки коррозионно-стойких мартенситностареющих сталей | |
Phi et al. | Solution for heat treatment in quenching process of S45C steel small diameter machine parts having strong texture | |
RU2405840C1 (ru) | Способ упрочнения аустенитной немагнитной стали | |
RU2640702C1 (ru) | Способ деформационно-термической обработки аустенитных коррозионностойких сталей | |
CN101798620B (zh) | 列车车体型材挤压用大型复杂截面模具的热处理方法 | |
Lee et al. | Characteristics of 8T-bolt manufactured by the yield-Ratio-Control-Steel for cold former | |
RU2544730C1 (ru) | Способ термомеханической обработки низколегированной стали | |
RU2627715C1 (ru) | Способ термомеханической обработки микролегированных сталей | |
KR101894645B1 (ko) | 구름 베어링의 조형재의 제조 방법 | |
RU2790707C1 (ru) | Способ многократной деформационно-термической обработки аустенитной коррозионностойкой стали |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140308 |