SU857280A1 - Method of thermal treatment of nonmagnetic steel - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к термичес кой обработке немагнитных сталей и сплавов и может быть применено дл  немагнитных деталей машин и приборов , в том числе сварных конструкций . Известен способ термической обработки немагнитных сталей, включаю щий закалку fl}. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ термической обработки, включающий закалку L Издели  из сталей со структурой 6-мартенсита обладают важным техно-, логическим свойством - способность спонтанной релаксации остаточных на пр жений в процессе у-Е превращайи  после обработок, св занных с общим или местным нагревом (сварка, закалка и т.д.). Недостатком известного способа термической обработки  вл етс  срав нительно низкие механические свойст ва. Так предел текучести « 0,2 стали Г21С2, имеющей в закаленном состо нии 65% Е-мартенсита, состав л ет 37,4 кгс/мм. Цель изобретени  - повышение про ностных и пластических свойств немагнитных марганцовистых сталей, Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе термической обработки немагнитных сталей, включающем закалку, после закалки провод т изотермическую выдержку при 6507750 С, а затем последующее охлаждение до образовани  ,в-фазы. При этом, после изометрической выдержки охлаждение ведут до 2519б С . Кроме того, после изометрической выдержки провод т циклическую обработку , включающую нагрев до 350 С и охлаждение до 30f -196 С, Изотермическа  вьщержка в X-области обеспечивает дисперсионное твердение и одновременно дестабил.изацшо аустенита от.носительно у- превращени - при охлаждении и чэбра овани  6-мартецсита деформации в процессе исп ытани  механических свойств. Дл  упрочнени  предлагаемым способом следует использовать стареющие нестабильные стали, например стгшь типа 20Г18С2Ф, Из-за наличи  сильного аустенитнообразующего элемента углерода количество -мартенсита в таких стал х невелико (32%), Изотермическа  вццоржка приводит к дисперсионному твердению в результате распада пересыщенного твердого раствора аустёнита с образованием дисперсных частиц карбида ванади  VC.The invention relates to the heat treatment of non-magnetic steels and alloys and can be applied to non-magnetic parts of machines and devices, including welded structures. The known method of heat treatment of nonmagnetic steels, including hardening fl}. The closest in technical essence is a method of heat treatment, which includes quenching. L The products of steels with a 6-martensite structure have an important technological, logical property — the ability of spontaneous relaxation of residual stresses during the y – E transformation after the treatments associated with the common or local heating (welding, hardening, etc.). A disadvantage of the known heat treatment method is relatively low mechanical properties. Thus, the yield strength of 0.2 steel G21C2, having 65% of E-martensite in the hardened state, is 37.4 kgf / mm. The purpose of the invention is to increase the prostatic and plastic properties of non-magnetic manganese steels. The goal is achieved by the fact that in a known method of heat treatment of non-magnetic steels, including quenching, after quenching an isothermal holding is performed at 6507750 ° C and then subsequent cooling to form in-phase . At the same time, after isometric exposure cooling lead to 2519b. In addition, after an isometric exposure, cyclic processing is carried out, including heating to 350 ° C and cooling to 30f -196 ° C. An isothermal suspension in the X-region provides dispersion hardening and simultaneously destabilizing austenite with respect to conversion - during cooling and chabra Ovani 6-martstsita deformation in the process of testing mechanical properties. In order to strengthen the proposed method, aging unstable steels should be used, for example, type 20Г18С2Ф. Due to the presence of a strong austenitic carbon element, the amount of α-martensite in such steels is small (32%). Isothermal vortex results in dispersion hardening as a result of decomposition of supersaturated austenite solid solution the formation of dispersed particles of vanadium carbide VC.

Снижение концентрации углерода в аустенитной матрице дестабилизирует ее относительноу-. превращени , прход щего с большей полнотой при последующем охлаждении. Дисперсионное твердение и наличие большого количества -мартенсита повышают прочностные характеристики стали.Reducing the concentration of carbon in the austenitic matrix destabilizes it relative to -. conversion, passing with greater completeness upon subsequent cooling. Dispersion hardening and the presence of a large amount of martensite increase the strength characteristics of steel.

С целью дополнительного упрочнени  стали после дестабилизирующей изотермической выдержки ойуществл ют обработку холодом дл  более полного протекани  превращени  и фазовый наклеп в результате циклического превращени  в , Така  схема термической обработки предусматривает проведение фазового наклпа как на стали, обработанной холодом , так и охлажденной лишь до Н-20РсFor the purpose of additional hardening of steel after destabilizing isothermal holding, cold treatment is carried out to complete the conversion and phase hardening as a result of cyclic transformation in. Such a heat treatment scheme provides for a phase tilt on both cold-treated steel and cooled only to H-20pc

Изотермическа  вьщержка также обеспечивает дестабилизацию стали относительно мартенситного превращени  при деформации. Благодар  более интенсивному образованиюсС-мартенсита при деформации в процессе испытани  повЬЕиаютс  пластические свойТермическа  обработкаAn isothermal charge also provides destabilization of the steel relative to martensitic transformation during deformation. Due to the more intensive formation of C-martensite during deformation, plastic properties of the thermal process are observed.

Закалка от 1175с в водеQuenching from 1175s in water

Закалка от 1175С, изотермическа  вьщерЖ1са 7бО-с - 6 ч, охлаждение на воздухеQuenching from 1175С, isothermal scaling Ж1са 7бО-с - 6 h, air cooling

Закалка от 1175с, изотермическа  выдержка 70.0С - 6 ч, охлаждение до -196°СHardening from 1175s, isothermal holding 70.0С - 6 h, cooling to -196 ° С

Заказка от 1175с, изотермическа  выдержка - 6 ч, обработка по схеме: -196°С + 350°С Order from 1175s, isothermal aging - 6 hours, processing according to the scheme: -196 ° С + 350 ° С

ства. Подобный эффект объ сн етс  тем, что в перенапр женных участках аустёнита образуютс  мартенситные Л-кристаллы, что вызывает релаксацию локальных напр жений и повышает коэффициент деформационного упрочнени  в этих местах.Это приводит к тому, что пластическое течение распростран етс  на соседние участки и постепенно в деформацию вовлекаетс  весь объем образца, т.е. мартенситное . превращение  вл етс  механизмом пластической деформации и релаксации внутренних напр жений,properties. This effect is due to the fact that martensitic L-crystals are formed in the overstressed areas of austenite, which causes relaxation of local stresses and increases the strain-hardening coefficient in these places. This leads to plastic flow spreading to adjacent areas and gradually the deformation involves the entire sample volume, i.e. martensitic. transformation is a mechanism of plastic deformation and relaxation of internal stresses,

Пример. Проводитс  термическа  обработка немагнитной железомарS ганцевой стали, состав стали: 0,22% С, 17,6% Нп, 2,0% SI, 1,16% V.Example. Thermal treatment of non-magnetic ferro-iron of Ganzoic steel is carried out, steel composition: 0.22% С, 17.6% Нп, 2.0% SI, 1.16% V.

Слиток весом в 3 кг куют в прутки сечением 12x12 мм, прутки прокатьша.ют при температуре 1150-1175 С на заготовки сечением 8x8 мм , Заготовки подвергают термической обработке, после чего из них изготавливают образцы дл  испытани  механических свойств и определени  фазового состава .An ingot weighing 3 kg is forged into rods with a cross section of 12x12 mm, the rods are rolled at a temperature of 1150-1175 ° C into billets with a cross section of 8x8 mm. The billets are subjected to heat treatment, after which samples are made to test the mechanical properties and determine the phase composition.

Полученные результаты и механические свойства стали 20Г18С2Ф приведены в таблице.The results obtained and the mechanical properties of steel 20G18S2F are given in the table.

|d;% ч  | d;% h

Г, 5G, 5

кГС/ммCGS / mm

91 36 21 2091 36 21 20

115 54,5 30,5 36,5115 54.5 30.5 36.5

118 63 24 39118 63 24 39

119 75 26 40119 75 26 40

Из данных таблицы следует, что в результате изотермической выдержки стали 20Г18С2Ф 700-С - в ч повьоааетс  значение предела текучести с 36 кГС/мм в закаленном состо нии до 54,5 кгс/мм , при этом пластические с войства возрастают в 1,5 раза и составл ют: относительное удлинение 30,5%, относительное сужение 36,5%, Упрочнение стали достигаетс  за счет дисперсионного твердени  при и увеличени  количества в -мартенсита в структуре стали до 80% (вместо 32%ё -фазы в закаленном состо нии). Количество б-мартенсита в образцах, раст нутых до раэралвл, увеличиваетс  о 12% после закалки до 22% после.From the data of the table it follows that as a result of isothermal holding of steel 20G18S2F 700-C, the yield strength value from 36 kGS / mm in the hardened state to 54.5 kgf / mm increases, and the plastic structures increase by 1.5 times. and is: elongation of 30.5%, a relative narrowing of 36.5%, hardening of the steel is achieved by dispersion hardening and increasing the amount of α-martensite in the steel structure up to 80% (instead of 32% ε-phase in the hardened state) . The amount of b-martensite in samples stretched to raeralvl increases by about 12% after quenching to 22% after.

изотермической вьшержки. Обработка холодом увеличивает значение 0 0,2 до 63 кгс/мм . Использование эффекта фазового наклепа позвол ет достичь предела текучести, равного 75 кгс/мм при этом относительное удлинение составл ет 26%,isothermal louver. Cold treatment increases the value of 0 0.2 to 63 kgf / mm. The use of the phase hardening effect allows a yield strength of 75 kgf / mm while the relative elongation is 26%.

Сталь 20Г18С2Ф, обработанна  предлагаемым способом, обладает повыиент т характеристиками прочности, при этом способность к спонтанной релаксации остаточных напр жений, возникающих в частности, в сварных конструкци х , сохра н е тс  .Steel 20G18S2F, processed by the proposed method, possesses higher strength characteristics, while the ability for spontaneous relaxation of residual stresses arising in particular in welded structures is preserved.

Использование предлагаемого способа термической обработки немагнитных сталей обеспечивает по сравнению сThe use of the proposed method of heat treatment of non-magnetic steels provides in comparison with

5857280658572806

известными способами возможность од-ку, отличающийс  тем,by known methods, the possibility of one, characterized in

новременного повышени  прочностныхчто, с целью одновременного повышеи пластических свойств,ни  прочностных и пластическихmodern increase of strength, with the aim of simultaneous improvement of plastic properties, neither strength and plastic

Кроме того, этот способ технологи-свойств, после .акалки провод т иэочен , поскольку значительное увеличе-термическую выдержку.при 650т750°СIn addition, this method of technology-properties, after the sawing, is carried out, as a significant increase in thermal exposure. At 650t750 ° C

ние прочностных свойств достигаетс  . сс последугацим охлаждением до образотолько термической обработкой безвани  € -фазы.The strength properties are achieved. cc followed by cooling to the image by means of thermal treatment of the absence of a € -phase.

применени  пластической деформации. 2. Способ по п.1, отличаюОн в ранной степени может примен тьс щ и и с   тем, что после изотермидл  упрочнени  листа, проволоки,круп-ческой вьадержки 1охлаждение ведут доapplication of plastic deformation. 2. The method according to claim 1, which differs in an early degree, can also be applied so that, after isothermal hardening of the sheet, wire, large load, cooling is carried out

ногабаритных деталей, в том числе .«25т19б°С.foot parts, including. "25t19b ° C.

сварных конструкций. Легко осуществим 3. Способ поп.1, отличаюпоточный; способ упрочнени  листа,щ и и с   тем, что после изотермипроволоки и малогабаритных деталей.ческой выдержки провод т циклическуюwelded structures. Easy to implement 3. Pop method 1, differs streaming; method of sheet reinforcement, u and with the fact that after an isothermal wire and small parts, the cyclic exposure is carried out

Предлагаемый способ термическойобработку, включающую нагрев до 350ГСThe proposed method of heat treatment, including heating to 350GS

обработки предполагаетс  примен тьи охлаждение до 257 . дл  упрочнени  крупногабаритных свар- 5 Источники информации,processing involves cooling to 257. for strengthening large-sized weld- 5 Sources of information,

ных конструкций из немагнитньж ста-прин тые во внимание при экспертизе лей.1. Авторское свидетельство СССРnon-magnetic structures are taken into account in the examination of lei.1. USSR author's certificate

Claims (2)

1. Способ термической обработки 20производства и обработки стали. Сборнемагнитной стали, включающий закал-ник, 118. Чел бинск, 1973, с.168-174.1. The method of heat treatment of 20production and processing of steel. Magnetic steel, including hardening, 118. Chel Binsk, 1973, pp. 168-174. 2. Ибрагимов X. М. и др. Вопросы2. Ibragimov Kh. M. and others. Questions