Способ термической обработки слитков — SU 905297 (original) (raw)
Соев СоветснмаСоцмалмстмчеснмкРеспублмн ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 905297) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛИТК Изобретение касается термической обработки слитков из сталей лецебуритного класса и может быть использовано . для повышения уровня технологической пластичности бысгрорежуших сталей при горячей деформации.Известен способ ступенчатой высокотемпературной обработки слитков инструментальных сталей с целью уменьшения карбидной неоднородности и повышения1 О пластичности. Согласно способу холоаные слитки подвергаются ступенчатому нагреву ао температур нв 20-ЗООС ниже температур неравновесного солицуса, выаерживают при этих температурах 2 ч, ох 15 лажцают ао температуры горячей деформации выцерживают при этой температуре 2 ч затем поавергвют деформации или замедленно охлаждают ЫНедостатком этого способа является опасность перегрева и пережога слитков при выдержке в области поасолиаусных температур, что может привести к снижению пластичности и, вследствие стабилнзаяии карбианой фазы, ухудшить служебные свойства стали. Кроме гого, способ характеризуется большой потерей металла на окалинообрвзоввние н ограниченность промышленного применения из-зв отсуз ствия специального термического оборудования (например в метоаических нагревательных печах и обычных термических печах этот процесс осуществить нел зя).Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ термической обработки слитков из быстр режуших сталей, относящихся к леаебуритному классу, включающему замеаленное охлаждение с температуры кристяллизвции и последуюший изотермический отжиг по режиму: нагрев выше АС на 20- 60 С, выдержку, охлажаенне со скоростью 40 грац/ч ао 750 ОС, выаержкв ао завершения распаав аустенита и послеауюшэе охлаждение с аналогичной скоростью до 300 фС 23Неаоств 1 ок известного способа зеклю. чается в том, что он не обеспечивает су3 9052 аественного повышения пласт власти.литой стали и улучшения пеформируемости слитков при горячей обработке давлением. Это связано с низкой температурой аустенизации и проявлением структурной наследственности при образовании аустенита в процессе нагрева холодных слитков, имеющих после замедленного охлажцения мартенситную или мартенсито-сорбитную структуру. Температура аустениэации 860 оС при изотермическом отжиге нецостаточна цля развития диффузионных процессов, контролирующих карбидные реакции в метастабильных вторичных (матричных) карбипах МОС. Поэтому в сталях типа Р 6 М 5 и РВМ 5 К 5 сохраняЬтся неоцнороцность вторичных карбицов но фаэовому составу (МЕ С, + ЖЕС ), которая не полностью устраняется при нагреве слитков перец цеформацией н созпает дополнительную неоцноропность твердого раствора (аустенита).В случае проявления структурной наслецственности в слитках, имеющих исходную мартенситную или сорбито-мартенсит-ную структуру в результате грациентного нагрева в промышленных печах формируется неопнороцная аустенитная структура. Это связано с тем, что при опрецеленных скоростях нагрева в участках с мартен- ситной структурой аустенит образуется по беэциффузионному механизму с восстановлением исходного зерна, а в участках с сорбитовой структурой фаэовое превращение сопровождается перекристаллнзацией(нормальный механизм) с образованием мелкокристаллического яустенита, В результате этого при нагреве поп пластическую деформацию в слитках создаются области с различной циффузионной способ 4 О ностью и различными свойствами тверцого раствора,Как фазовая, так и структурная неоцнороцность вызывает неравномерность микропеформаций и рекристаллизационных процессов и ухудшает пластичность стали при горячей обработке цавлением.Цель изобретения - повышение технологической пластичности при горячей обработке давлением. Поставленная цель цостигается тем, что согласно способу термической обработки слитков, включающем замедленное охлажцение с температуры кристаллизации и иэотермический отжиг, в процессе замедленного охлаждения слитки выдерживаю т при М и +( 200-400) вС по выравнивания температуры по сечению, после 97 4чего нагревают по 720-7 10 С и выдерживают цо завершения перлитного превращения, нагревают по 1 с+(40-190)оС и охлаждают цо температуры изотермического отжига.Прецварительная перлитизяция слитков предотвращает проявление структурной наследственности при нагреве их в аустенитчую область, благодаря чему 1-" превращение протекает с фвзовой перекристаллизацией, приводящей к измельчению первичного зерна яустеннта и формированию однородной зеренной структуры твердого раствора,Температура вьиержкн в процессе замепленного охлаждения М+(200-400)С обусловлена тем, что ниже Мн+200 Со возможно начало мартенситного превращемя в диквационных участках, а выше Мн+400 вС резко уменьшается температурный грациент, стимулирующий выравнивание температуры по сечению слитка. Нагрев цо 720-740 С и выдержка необОхоцимы пля завершения лерлитного превращения переохдажценного аустенита. Повышение температуры аустенизации при отжиге поАс +(40-190)оС обеспечивает интенсивное протекание карбидных реакций во вторичных карбицах, в результате чего их фазовый состав становится более однородным. При этом также ускоряются пооцессы распада метастабильных автектических карбидов МВС при нагреве поп горячую деформацию, что улучшает их пластические свойства. Температура аустенизацни Ас+( 40- 190) С выбрана исохоця иэ того, что, во-первых, в зависимости от марки быстрорежушей стали меняется устойчивость карбидных фаз и нх превращение протекает при разных температурах. Например, в стали Р 6 М 5 карбидное превращение вторичных карбидов интенсивно развивается при темпераАс+40-80)ОС, а я стали Р 6 МЗФЗ, имеющей более устойчивые карбицы, требуется температура Асам+90 С ив выше. Во-вторых, температура отжига должна обеспечивать высокую диффузионную поцвижность атомов углерода и карбицообразующих элементов, участвующих в карбидных реакциях, но не вызывать опасности перегрева стали. Верхняя граница выбранного интерваладсъ+190 С на 100 вС ниже температуры неравновесного содицуса и не вь.зывает опасности перегрева стали. Повышение температуры аустенизапип более АФ.+190 С увеличивает пластичность, номожет привести к перегреву литой стали в ликвационных участ905 ках, Кроме того. охлажден. литой стали цо этих температур препятствует релаксации структурных дефектов кристаллизации н понижает устойчивость аустенита в перлитной области.В результате термической обработки литой быстрорежущей стали (слитков) по предлагаемому способу цостигается выравниьание фазового состава матричных карбидов, измельчение первичного зерна аусте- о нита и понижение термической стабильности эвтектической карбидной составляющей. В комплексе эти факторы повышают диффузионную, способность матрицы, способствует.более равномерному протеканию микроцеформаций в металлической основе и эвтектических карбидах в результате чего возрастает общая пластичность стали и уцучшается цеформируемость слитков.ПрецлагаемыЯ способ опробован на сталях Р 6 М 5, Р 6 М 5 К 5, Р 6 М 5 ФЗ и цр.В лаборатооных условиях выплавляют и отливают в квадратные слитки лабораторные плавки стали Р 6 М 5 К 5 массой 50 кг. Извлеченные из изложниц слитки подвергают термообработке по известному и по предлагаемому способу. Затем иэ них изготавливают образцы и испытывают на горячее кручение на установке СМЗТт. Температура испытания - 1160 С, выдержка 20 мин. Пластичность стали характеризуют числом оборотов цо разрушения образца. Результаты испытаний показывают, что применение термообработки литой стали по прецлага 35 емому способу повышает ее пластичность на 30-40%.В промышленных условиях по прецлага емому способу проводят термообработку слитков массой 1150 кг сталей Р 6 М 5 К 5, Р 6 М 5 и Р 6 М 5 ФЗ промышленных плавок, После стриплерования слитки помешают. в подогретую термическую печь емкостью 25 т, выдерживают 2 ч при 400-500 оС, повышают температуру цо 720-740 С,05 выдерживают цля пеолитизации 8 ч, затем 297 .6.повышают температуру цо 920-970 ОС (в зависимости от марки стели), выдерживают цля аустенизации 6 ч, охлаждают цо 740+20 оС, выцерживают 6 ч и окончательно охлажаают с отключенной печью 8 ч. Часть плавок подвергают термообработке по предлагаемому способу с разделением операции перлитизации, что повышает технологичность процесса и придает ему необходимую маневренность, и последующего отжига в условиях 1 йроязвоцства.Применение предлагаемого способацля термической обработки слитков промышленных плавок сталей Р 6 М 5, РВМ 5 ФЗ и Р 6 М 5 К 5 позволяет повысить выход годного на блюминге на 5,8 и 12% соответственно,Формула изобретения Способ термической обработки слитков преимущественно из сталей ледебуритного класса, включающий замедленное охлаждение с температуры кристаллизации и изотермический отжиг, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения технологической пластичности при горячей обработке давлением, в процессе замедленного охлаждения слитки выдерживают при Фц+(200-400) С цо выравнивания температуры по сечению, после чего нагревают цо 720-740 С и выдерживают до завершения перлитного превращения, нагревают цоАс+(40-190) С и охлаждают цо температуры изотермическФ- го отжига. Ис точникн информ ации,принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССР М 281514, кл. С 212 1/78, 1968.2. Райцес В, Б. Термическая обработ- ка на металлургических эавоцах. Металлургияф, 197 1, с. 14-18.Заказ 293/38 Тираж 586 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ц. 4/5
2877937, 04.02.1980
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5481, ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1950
ДЕМЧЕНКО ГАЛИНА ФЕДОСЕЕВНА, ЖДАНОВИЧ КАЗИМИР КАЗИМИРОВИЧ, БЕЛОРУСОВ СЕРГЕЙ ИГОРЕВИЧ, ПОНОМАРЕВ НИКОЛАЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, ЛОЙФЕРМАН МИХАИЛ АБРАМОВИЧ, МАРТЫШКО ГЕННАДИЙ ИВАНОВИЧ, КАЛИНИН ЖОРЖ ГРИГОРЬЕВИЧ, НИЖНИКОВСКАЯ ПОЛИНА ФРИДРИХОВНА