CS256311B1

CS256311B1 - Austenitic steel annealing method for grain refinement

Info

Publication number: CS256311B1
Application number: CS862739A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Jandos
Original assignee: Frantisek Jandos
Priority date: 1986-04-15
Filing date: 1986-04-15
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS273986A1

Abstract

Způsob žíhání austenitické oceli za účelem zjemnění zrna a dosažení ultrazvukové průchodnosti. Austenitické ocel zpracovaná rozpouštěcím žíháním z teploty 950 °C až 1 200 °C se podrobí rekrystali- začnímu žíhání při teplotě 650 °C až 1 100 °C alespoň po dobu potřebnou k re- krystalizaci 85 % objemu.Austenitic steel annealing method for grain refinement and ultrasonic patency. Solution annealed austenitic steel from 950 ° C to 1200 ° C is subjected to recrystallization annealing at 650 ° C to 1100 ° C for at least the time required to recrystallize 85% by volume.

Description

Vynález se týká způsobu žíhání austenitických ocelí za účelem zjemnění jejich zrna, aniž by bylo nutné ocel plasticky deformovat účinkem vnějších sil.The invention relates to a method of annealing austenitic steels to refine their grain without the need to plastically deform the steel under external forces.

Austenitické oceli nejsou polymorfní, a proto není možné zrnitost jejich základní kovové hmoty, alespoň podle dosavadních názorů, zjemňovat tepelným zpracovánímjaniž by byl před tímto tepelným zpracováním polotovar či výrobek podroben plastické deformaci působením vnějších sil. Jemnozrnnost polotovarů se zajištuje vhodně voleným postupem tváření nebo vhodnou kombinací parametrů tváření a následné ho rekrystalizačního nebo rozpouštěcího žíhání.Austenitic steels are not polymorphic and therefore it is not possible to refine the grain of their metallic base material, at least according to the prior art, by heat treatment before the semi-finished product or product has been subjected to plastic deformation under external forces. The fineness of the blanks is ensured by a suitably selected forming process or by a suitable combination of forming parameters and subsequent recrystallization or solution annealing.

Zmenšování rozměru zrn, at už při tváření či následném žíhání, se dociluje procesem rekrystalizace kovové matrice. Tvářením se zvýší hustota dislokací a napětové pole kolem nich potom přímo při tváření či následném žíhání poskytuje hnací sílu nezbytnou pro uskutečnění rekrystalizačního procesu.Reducing the grain size, whether during forming or subsequent annealing, is achieved by the process of recrystallization of the metal matrix. The forming increases the density of the dislocations, and the stress field around them then directly during the forming or subsequent annealing provides the driving force necessary to carry out the recrystallization process.

Rozměr zrna austenitických. ocelí je rozhodujícím způsobem určen podmínkami tváření. Jestliže je ocel po tváření a žíhání hrubozrnná nebo nerovnoměrně zrnitá, lze podle vžitých představ zajistit zjemně ní struktury jedině uplatněním dodatečného deformačního cyklu, což ovšem zpravidla není již prakticky možné. A tak např. z důvodu nadměrné hrubozrnnosti ultrazvukově neprůchodné polotovary z austenitických ocelí, zkoušené s malými přídavky na opracování, nelze pro původní účel použít.Austenitic grain size. steel is decisively determined by the forming conditions. If the steel is coarse or unevenly grained after shaping and annealing, it is possible to refine the structure by applying an additional deformation cycle, which is usually not practically possible. Thus, for example, due to excessive coarseness of the ultrasonically impermeable semi-finished products of austenitic steels, tested with small machining allowances, they cannot be used for the original purpose.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob žíhání austenitické oceli za účelem z.iemnení zrna a dosažení ultrazvukové průchodnosti podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se austenitické ocel zpracovaná rozpcuštěcím žíháním z teploty 950 °G až 1 200 °C podrobí rekiystalizačnímu žíhání při teplotě 650 °C až 1 100 °C alespoň po dobu potřfebnou k rekrystalizaci 85 % objemu.The aforementioned drawbacks are eliminated by the annealing of austenitic steel in order to melt the grain and achieve the ultrasonic throughput according to the invention, characterized in that the austenitic steel treated by the solution annealing from 950 to 1200 ° C is subjected to recrystallization annealing at 650 ° C to 1100 ° C for at least the time required to recrystallize 85% by volume.

256 311256 311

Výhodou řešení je, že se potřebné hnací síly rekrystalizace při žíhání dosáhne zvýšením hustoty dizlokací bez působení mechanického tváření vnějšími silami a průběh rekrystalizace se případně podpoří další hnací silou' od diskontinuální precipitace sekundárních fází. Potřebná hustota dislokací se zajistí ochlazením výrobku či polotovaru rychlostí větší než 50 000°C/hod. z vhodně vysoké teploty. Tato teplota se volí s přihlédnutím k tomu, aby se do roztoku převedly v dostatečném množství prvky, jež tvoří fáze, které mohou při následném rekrystalizaóním žíhání z přesyceného austenitu precipitovat. Teplota následného rekrystalizaóního žíhání se potom volí tak, aby případně precipitující fáze mely disperzní formu a z austenitu se vylučovaly souběžné s probíhajícím rekrystali začním procesem v matrici. Proces žíhání podle vynálezu zahrnuje pou ze dvě technologické etapy - rozpouštecího žíhání a rekrystalizačního žíhání, přičemž mezi operací rozpouštecího a rekrystalizačního žíhání se ocel plasticky nepřetváří.The advantage of the solution is that the required driving force of the recrystallization during annealing is achieved by increasing the dislocation density without the effect of mechanical forming by external forces and the course of the recrystallization is optionally supported by an additional driving force from the discontinuous precipitation of the secondary phases. The necessary dislocation density is ensured by cooling the product or semi-finished product at a rate greater than 50,000 ° C / hour. from a suitably high temperature. This temperature is chosen with a view to bringing into solution a sufficient amount of phase-forming elements which can precipitate from the supersaturated austenite following recrystallization annealing. The temperature of the subsequent recrystallization annealing is then selected so that the optionally precipitating phases have a dispersed form and are eliminated from the austenite concurrently with the ongoing recrystallization process in the matrix. The annealing process according to the invention comprises only two technological stages - dissolution annealing and recrystallization annealing, whereby the steel does not plastically deform between the dissolution and recrystallization annealing operations.

V závislosti na požadavcích na ostatní vlastnosti může být ocel zpracovaná žíháním podle vynálezu použita ve stavu po tomto žíhání nebo po následně aplikovaném dalším zpracování, např. standardním rozpoustečím žíhání.Depending on the requirements for other properties, the annealed steel according to the invention may be used in the state after this annealing or after subsequent application, for example by a standard annealing spreader.

Příkladem použití žíhání podle vynálezu jsou postupy užité za účelem zjemnění zrna volně kovaných výkovků z ocelí O,O5C18CrlONiTi a O,O8C19Crl3Mn5NiVNbTaN, které nebylo možno pro lokální hrubozrnnost zkoušet ultrazvukem. V obou případech byly ve struktuře zaznamenány fragmenty primárních licích zrn o rozměru až 500 pm. U oceli O,O5C18CrlONiTi bylo dosaženo po aplikaci režimu 1150°C/voda a 75O°C/1OO hod/vzduch zrnitosti vyjádřené 70 jim, o oceliAn example of the annealing application of the present invention is the procedures used to refine the grain of free-forged steel forgings of O, O5C18CrlONiTi and O, O8C19Cr13Mn5NiVNbTaN, which could not be ultrasonically tested for local coarse grain. In both cases, primary casting grain fragments up to 500 µm in size were recorded in the structure. For O, O5C18CrlONiTi steel, after the application of the 1150 ° C / water and 75O ° C / 100 hour / air mode, a grain size of 70 µm was achieved, of steel

0,08C19Crl3Mn5NiVNbTaN po aplikaci režimu 12OO°C/voda a 800°C/100 hod/vzduch zrnitosti vyjádřené dg·^“ 85 ^nm, když zrnitost jemné kovové matrice v okolí hruných zrn byla v obou případech na úrovni 30^50 jim. Po aplikaci rozpouštecího žíhání 1030^oC/voda se rozměr zrn obou ocelí nezměnil.0.08C19Cr13Mn5NiVNbTaN after the application of the 10000 ° C / water and 800 ° C / 100 hr / air grain size expressed in dg · ““85 µm, when the grain size of the fine metal matrix around the collapsed grains was both 30 ^ 50 µm. The grain size of both steels did not change after application of 1030 ^o C / water.

Uplatnění vynálezu je především při volném kování táŽkých výkovků a tlustých vývalků s nejvyšší požadovanou jakostí a zaručenou ultrazvukovou průchodností, jako např. těles regulačních pohonů a bezešvých trub z oceli O,O5C18CrlONiTi, štítů elektrických motorů z oceli O,O8C19Crl3Mn5NiVNbTalI, paramagnetických bandáží z ocelí 0,08C18Mnl8CrN, 0,7C10Ni8Mn4CrTi apod.The application of the invention is primarily in the free forging of heavy forgings and heavy rolled products with the highest required quality and guaranteed ultrasonic throughput, such as control actuator bodies and seamless pipes of O, O5C18CrlONiTi, O motor shields of O, O8C19Cr13Mn5NiVNiNiNal , 08C18Mn18CrN, 0.7C10N18Mn4CrTi and the like.

Claims

Process for annealing austenitic steel for grain refinement and ultrasonic throughput, characterized in that austenitic steel treated by solution annealing from 95 ° C to 1200 ° C is subjected to recrystallization annealing at 65 ° C to 1100 ° C for at least the time required for recrystallization 85% by volume.