CS253099B1

CS253099B1 - Method of austenitic steel forged piece thermal treatment

Info

Publication number: CS253099B1
Application number: CS861106A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Jandos; Miroslav Kohout; Milos Vyzral; Jiri Polacek
Original assignee: Frantisek Jandos; Miroslav Kohout; Milos Vyzral; Jiri Polacek
Priority date: 1986-02-18
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS110686A1

Abstract

Způsob tepelného zpracování výkovku z austenitické oceli se zvýšenou povrchovou jakostí z hutního polotovaru tvořeného ingotem nebo předkovkem nejlépe ohrubovaným. Před kováním je hutní polotovar ochlazován z licí nebo kovací teploty kontinu álně rychlostí větší než 30 °C/hod. na teplotu 20 až 400 °C a posléze na tvářecí teplotu ohříván rychlosti větší než 30° Celsia/hod.Method of heat treatment of forging austenitic steel with increased surface finish quality from metallurgical semi-finished product ingot or forgings best roughed. Before forging, the metallurgical semi-finished product is cooled from the casting or forging temperature of the continuum at a rate greater than 30 ° C / hr. on temperature of 20 to 400 ° C and then forming temperature is greater than 30 ° Celsius / hour

Description

Vynález řeší způsob tepelného zpracování výkovku z austenitické oceli se zvýšenou povrchovou jakostí z hutního polotovaru tvořeného ingotem nebo předkovkem nejlépe ohrubovaným.The invention solves a method of heat treatment of austenitic steel forging with improved surface quality from a metallurgical blank formed by an ingot or forged piece best roughed.

Výrobu výkovků z austenitických ocelí, zejména o větší hmotnosti, je doprovázena nebezpečím vzniku povrchových trhlin. U některých typů ocelí, zejména austenitických vysoce legovaných chromém, jsou povrchové trhliny zeznamenávány nejčastěji. Je pouze otázkou tavbové jakosti a výrobního postupu, zda hloubka trhlin přesáhne přídavek na opracování nebo ho pouze podkročí.The production of austenitic steel forgings, especially of a higher weight, is accompanied by the risk of surface cracks. In some types of steel, especially austenitic high-alloy chromium, surface cracks are most often recorded. It is only a question of the melting quality and the manufacturing process whether the depth of the cracks exceeds the processing allowance or just below it.

Povrchová jakost ingotu je natolik významná, že podstatně ovlivňuje povrchovou jakost konečného výkovku. Proto se často ingoty nebo předkovky hrubují, čímž se neúměrně zvyšuje hrubá hmotnost hutního polotovaru. Rovněž samo hrubování zvyšuje celkovou pracnost.The surface quality of the ingot is so significant that it substantially affects the surface quality of the final forging. Therefore, ingots or forgings are often roughed, thereby increasing the gross weight of the metallurgical blank disproportionately. Roughing itself also increases overall laboriousness.

Nerovnosti na povrchu ingotů a z nich zhotovených předkovků sehrávají v průběhu tváření úlohu kocentrátorů napětí. Tvářením, tedy deformačním namáháním, se z takto vzniklých koncentrátorů napětí rozvíjí zárodečné mikrotrhliny. Vrubový účinek povrchových nerovností je potom prohlubován lokální koncentrací tvrdých částic stabilních fází ve dnech povrchových nerovností. Výskyt typu těchto tvrdých částic stabilních fází závisí na chemickém složení oceli a chemických změnách v povrchových vrstvách ingotu při interakci roztavené oceli s povrchem kokily ošetřeným ochranným nátěrem v době odlévání ingotu a dále při styku povrchu ingotu s okolní oxidační či silně redukční atmosférou v průběhu tváření.Unevenness on the surface of ingots and forged pieces made from them play the role of stress kernels during forming. By forming, that is, deformation stress, embryonic microcracks develop from the stress concentrators thus formed. The notch effect of the surface irregularities is then exacerbated by the local concentration of hard particles of the stable phases on the days of the surface irregularities. The occurrence of these hard particle types of stable phases depends on the chemical composition of the steel and the chemical changes in the surface layers of the ingot when the molten steel interacts with the ingot mold surface during ingot casting and the ingot surface contact with the oxidizing or strongly reducing atmosphere during forming.

Tvrdé částice stabilních fází vyskytují se někdy i v lokalitách průřezu, kde při lití došlo k segregaci uhlíku, dusíku, ohromu, titanu, případně i dalších prvků. Vyskytují se tedy ve vycezenináoh. Tvrdé částice stabilních fází se vytvářejí procesem precipitace z tuhého roztoku. Precipitace většiny těchto fází probíhá v intervalu teplot 400 °C až 900 °C a v této tepelné oblasti často setrvávají ingoty či výkovky v průběhu tváření případně před tvářením. Výsledkem toho je pak zvýšená náchylnost takto zpracovávaných hutních polotovarů z austenitické oceli k tvorbě povrchových trhlin během kování.Hard particles of stable phases sometimes occur in cross-sectional locations where carbon, nitrogen, tremendous, titanium or other elements segregated during casting. Thus, they occur in the pricing. The hard particles of the stable phases are formed by a solid solution precipitation process. The precipitation of most of these phases takes place in the temperature range of 400 ° C to 900 ° C, and in this thermal region, ingot or forgings often remain during or during forming. This results in an increased susceptibility of the austenitic steel metallurgical blanks thus treated to surface cracks during forging.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu tepelného zpracování výkovku z austenitické oceli se zvýšenou povrchovou jakostí. Výkovek je z hutního polotovaru tvořeného ingotem nebo předkovkem nejlépe ohrubovaným. Před kováním je hutní polotovar ochlazován z licí a kovací teploty kontinuálně na teplotu 20 °C až 400 °C a posléze na tvářecí teplotu ohříván rychlostí větší než 30 °C/ hod. Je možno hutni polotovar ochlazovat kontinuálně na teplotu 20 °C až 400 °C na vzduchu. Rovněž je výhodné hutní polotovar ohřívat na tvářecí teplotu vsazením do pece o teplotě 900 °C až 1 250 °C.The aforementioned drawbacks are overcome by the method of heat treatment of austenitic steel forging with improved surface quality. The forging is made of a metallurgical blank formed by an ingot or a forged bead preferably roughed. Prior to forging, the metallurgical blank is cooled continuously from a casting and forging temperature to a temperature of 20 ° C to 400 ° C and then heated to a forming temperature of more than 30 ° C / hour. C in the air. It is also preferred to heat the metallurgical blank to a forming temperature by setting it in a furnace at a temperature of 900 ° C to 1250 ° C.

Vyloučením prodlev v oblasti středních teplot 400 °C až 900 °C v periodě ochlazování i ohřevu v celém výrobním procesu od vyjmutí ingotu z kokily až po konečný výkovek je zaručena zvýšená povrchová jakost konečného výkovku. Kontinuita ochlazování i ohřevu je dodržena a děje se kontinuálně při ochlazování nejlépe na vzduchu a při ohřevu rychlostí větší než 30 °C/hod nejlépe vsazením do pece o teplotě, nejméně 900 °C. Dodržením tohoto způsobu tepelného zpracování od vyjmuti ingotu z kokily až po konečný výkovek se omezuje vznik trhlin na nejmenší možnou míru. Takto tepelně zpracovávaný hutní polotovar z austenitické oceli umožňuje rovněž zmenšení jeho přídavků na tepelné a mechanické opracování.By eliminating delays in the range of medium temperatures of 400 ° C to 900 ° C during the cooling and heating periods throughout the entire manufacturing process from removal of the ingot mold to the final forging, increased surface quality of the final forging is guaranteed. Continuity of cooling and heating is maintained and is carried out continuously during cooling preferably in air and at heating rates of more than 30 ° C / hour, preferably by setting it in a furnace at a temperature of at least 900 ° C. By following this heat treatment method from removing the ingot from the ingot mold to the final forging, the formation of cracks is minimized. The austenitic steel metallurgical semi-finished product thus treated also enables its additions to be reduced to thermal and mechanical treatment.

Příkladem způsobu podle vynálezu je tepelné zpracování ingotu I 2,2 z austenitické oceli o složení 0,8 % C, 18 % Cr, 10 % Ni a 0,5 % Ti na kulatinu o průměru 255 mm. Výchozí ingot je kontinuálně po vyjmutí z kokily vychlazen na vzduchu. Chladnější než 400 °C je v případě potřeby vsazen do pece vytemperované na teplotu tváření 1 150 °C a ohříván rychlostí 50 °C/ /hod. Ohřátý ingot je překován na špalek, což je ingot se sraženými hranami a opět vsazen do pece s teplotou 1 150 °C. Přihřátý špalek je překován na kvadrát o straně 300 mm. Tento kvadrát je vsazen opět do pece s teplotou 1 050 °C a ve dvou žárech je z něho vykována kulatina o průměru 255 mm. Pokud je třeba z provozních důvodů kování přerušit, potom bez ohledu na etapu kování se polotovar vychladí na vzduchu. Po celou dobu od vyjmutí ingotu z kokily až po zhotovení výkovku je nezbytné dodržet podmínku, že hutní polotovar neprodělá ani jedno mezlochlazení nebo meziohřev v rozmezí 400 °C až 900 °C. Naopak, že se v tomto rozmezí pohybuje teplota kontinuálně.An example of the process according to the invention is the heat treatment of austenitic steel ingot I 2.2 of 0.8% C, 18% Cr, 10% Ni and 0.5% Ti to a round rod of 255 mm diameter. The ingot is continuously cooled in air after removal from the ingot mold. Cooler than 400 ° C, if necessary, is placed in an oven tempered to a molding temperature of 1,150 ° C and heated at a rate of 50 ° C / hr. The heated ingot is forged onto a log, which is a chamfered ingot and re-inserted into the oven at a temperature of 1,150 ° C. The warmed log is forged to a 300 mm square. This square is set again in a furnace at a temperature of 1050 ° C and in two heats a round log of diameter 255 mm is forged. If, for operational reasons, it is necessary to interrupt the fitting, then regardless of the fitting stage, the workpiece is cooled in air. During the entire period from removal of the ingot mold to the forging, it is necessary to keep the condition that the metallurgical semi-finished product does not undergo any intermediate cooling or intermediate heating in the range of 400 ° C to 900 ° C. On the contrary, the temperature is continuously within this range.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method of heat treating a high-quality austenitic steel forging of a metallurgical blank formed by an ingot or forged piece preferably roughened, characterized in that prior to forging the metallurgical blank from a casting or forging temperature is continuously cooled at a temperature greater than 30 ° C / h to 20 up to 400 ° C and then heated to a forming temperature of more than 30 ° C / hour.

2. Process according to claim 1, characterized in that the metallurgical semi-finished product is cooled continuously to a temperature of 20 to 400 ° C in air.

3. A process according to claim 1, wherein the metallurgical semi-finished product is heated to a forming temperature by setting it in a furnace having a temperature of 900 to 1250 ° C.