СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ РЕЖУЩЕЙ ОБРАБОТКИ С ИЗМЕЛЬЧЕНИЕМ ЗЕРЕН ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ ГОРЯЧЕЙ РЕЖУЩЕЙ ОБРАБОТКОЙ С ИЗМЕНЕНИЕМ ЗЕРЕН ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

1. Способ горячей режущей обработки с измельчением зерен поверхностного слоя, включающий стадии, в которых:
нагревают и выдерживают стальной лист, имеющий содержание углерода 0,15% или более по массе, в диапазоне температур от Ас3 до 1400ºС для аустенитизации стального листа;
затем проводят режущую обработку стального листа в состоянии, в котором стальной лист размещают на матрице; и
закаливают быстрым охлаждением подвергнутый режущей обработке стальной лист,
причем начальную температуру режущей обработки регулируют на температуру (ºС), полученную прибавлением величины температуры от 30ºС до 140ºС к величине ранее измеренной температуры Ar3 стального листа.
2. Способ горячей режущей обработки с измельчением зерен поверхностного слоя, включающий стадии, в которых:
нагревают и выдерживают стальной лист, имеющий содержание углерода 0,15% или более по массе, в диапазоне температур от Ас3 до 1400ºС для аустенитизации стального листа;
затем проводят режущую обработку стального листа в состоянии, в котором стальной лист размещают на матрице; и
закаливают быстрым охлаждением подвергнутый режущей обработке стальной лист,
причем начальную температуру режущей обработки регулируют на температуру (ºС), полученную прибавлением значения, которое рассчитывают умножением величины эквивалентной пластической деформации поверхностного слоя на участке среза на коэффициент от 40 до 60, к величине ранее измеренной температуры Ar3 стального листа.
3. Способ по п. 2,
в котором величину эквивалентной пластической деформации поверхностного слоя на участке среза рассчитывают как среднее значение величины эквивалентной пластической деформации в области в диапазоне от 5% до 20% толщины стального листа от плоскости среза на участке среза до внутренней части стального
листа по направлению перпендикулярно плоскости среза, и в диапазоне от 20% до 50% толщины стального листа по направлению толщины стального листа от нижней части на стороне заусенца на участке среза.
4. Способ по п. 2 или 3, в котором величину эквивалентной пластической деформации поверхностного слоя на участке среза рассчитывают численным моделированием, которое выполняют на основе диаграммы зависимости напряжений от деформации при температуре стального листа от 500ºС до 800ºС.
5. Способ по п. 2 или 3, в котором величину эквивалентной пластической деформации поверхностного слоя на участке среза рассчитывают на основе функции текучести Мизеса, представленной нижеследующей формулой (1):
.
6. Способ по п. 1 или 2, в котором режущую обработку стального листа начинают в пределах трех секунд после того, как стальной лист приходит в контакт с матрицей.
7. Способ по п. 1 или 2, в котором выполняют быстрое охлаждение, когда стальной лист приходит в контакт с матрицей.
8. Способ по п. 1 или 2, в котором выполняют быстрое охлаждение, когда струя воды, нагнетаемая из отверстия, пробитого на участке контакта стального листа с матрицей, проходит через паз, предусмотренный на участке контакта стального листа.
9. Способ по п. 1 или 2, в котором формование прессованием, не сопровождающееся растрескиванием стального листа, выполняют между нагревом и режущей обработкой стального листа.
10. Изделие, полученное горячей режущей обработкой с измельчением зерен поверхностного слоя, включающее:
стальной лист, имеющий содержание углерода 0,15% или более по массе, причем поверхностный слой участка среза стального листа имеет содержание углерода 0,15% или более по массе, включая ферритную фазу и остальное количество, причем
поверхностный слой определяется как диапазон вплоть до 100 мкм внутрь стального листа по направлению перпендикулярно плоскости среза от плоскости разрыва на участке среза,
причем остальное количество включает по меньшей мере одну фазу из бейнитной фазы, мартенситной фазы или фазы остаточного аустенита, которые имеют диаметр кристаллических зерен 3 мкм или менее, и включает цементит и неизбежно образованные включения,
причем ферритная фаза имеет средний размер зерен 3 мкм или менее,
причем поверхностный слой содержит 5% или более по численности зерен, имеющих аспектное отношение 3 или более, и
причем область за пределами 100 мкм включает: мартенсит и неизбежно образованные включения; или бейнит, мартенсит и неизбежно образованные включения.
3
11. Изделие по п. 10, в котором, в поверхностном слое, цементит имеет численную плотность 0,8 частиц/мкм или менее, и цементит имеет максимальную длину 3 мкм или менее.
12. Изделие по п. 10 или 11, в котором совокупная доля площади бейнитной фазы, мартенситной фазы и фазы остаточного аустенита, которая измерена методом дифракции обратно-отраженных электронов (EBSD), составляет от 10% до 50% в поверхностном слое.
13. Изделие, полученное горячей режущей обработкой с измельчением зерен поверхностного слоя, причем изделие изготавливают способом, в котором: нагревают и выдерживают стальной лист, имеющий содержание углерода 0,15% или более по массе, в диапазоне температур от Ас3 до 1400ºС для аустенитизации стального листа; затем проводят режущую обработку стального листа в состоянии, в котором стальной лист размещают на матрице; и закаливают быстрым охлаждением подвергнутый режущей обработке стальной лист,
причем начальную температуру режущей обработки регулируют на температуру (ºС), полученную прибавлением величины температуры от 30ºС до 140ºС к величине ранее измеренной температуры Ar3 стального листа.
14. Изделие, полученное горячей режущей обработкой с измельчением зерен поверхностного слоя, причем изделие изготавливают способом, в котором нагревают и выдерживают стальной лист, имеющий содержание углерода 0,15% или более по массе, в диапазоне температур от Ас3 до 1400ºС для аустенитизации стального листа; затем проводят режущую обработку стального листа в состоянии, в котором стальной лист размещают на матрице; и закаливают быстрым охлаждением подвергнутый режущей обработке стальной лист, и
начальную температуру режущей обработки регулируют на температуру (ºС), полученную прибавлением значения, которое рассчитывают умножением величины эквивалентной пластической деформации поверхностного слоя на участке среза на коэффициент от 40 до 60, к величине ранее измеренной температуры Ar3 стального листа.