Способ термической обработки легированных сталей

Способ термической обработки легированных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, преимущественно штамповых, включающий закалку, обработку холодом и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения теплостойкости, закалку проводят многократно с температуры 12501280 С, а после обработки холодом проводят дополнительную закалку на зерно не ниже 6-го балла с выдержкой при .нагреве 1,0-1,5 ч. 2. Способ поп.1,отлича-. ю щ и и с я тем, что, при обработке стали типа 4ХЗВМФ дополнительную закалку осуществляют с температуры 1030-1070 0. S

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ИЮ (!И

З ц С 21 D 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. АО&жА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3540713/22-02 (22) !0.12.82 (46) 07.05.84. Бюл. ш 17 (72) Г.А. Котельников, Л.А. Мигачева, Т.В. Тетюева и Б.Ф. Трахтенберг (71) Куйбьппевский ордена. Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В..Куйбышева (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М., "Металлургия", 1968, с. 456-471.

2. Экспресс-информация, сер. "Металловедение и металлообработка", 1960, В 13, реф. 81. (54) (57) 1 . СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, преимущественно штамповых, включающий закалку, обработку холодом и отпуск, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения теплостойкости, закалку проводят многократно с температуры 12501280 С, а после обработки холодом проо водят дополнительную закалку на зерно не нике 6-го балла с выдержкой при, нагреве 1, 0-1, 5 ч.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, при обработке стали типа 4ХЗВМФ дополнительную за.калку осуществляют с температуры

1030-1070 С.

1090734

Изобретение относится к машиностроению и используется для термической обработки изделий иэ легированных инструментальных сталей, испытывающих в процессе эксплуатации интен- 5 сивное температурно-силовое нагружение, В современном машиностроении для изготовления элементов формообразующей оснастки (штампы горячего деформирования, пресс-формы для литья под давлением и т.д,) используются сложнолегированные инструментальные стали.

Известен способ термической обработки легированных сталей, включающий закалку и отпуск (1) .

Недостатком этого способа является невозможность обеспечения максимальной теплостойкости, что снижает эффективность термообработки высоконагруженных в температурно-силовом отношении иэделий.

Наиболее близким rro технической сущности к изобретению является способ термической обработки легированных сталей, преимущественно штамI повых, включающий закалку, обработку холодом и отпуск (2) .

Известный способ обеспечивает максимальные показатели прочностных 30 свойств стали, но не придает стали наибольшую теплостойкость, заложенную ее марочным составом. Это обусловлено тем, что при однократной о закалке в интервале 950-1050 С не происходит растворение специальных карбидов и не достигается повышенная степень легированности твердого раствора., Целью изобретения является повы40 шение теплостойкости.

Цель достигается тем, что согласно способу термической обработки легированных сталей, преимущественно штамповых, включающему закалку, обра45 ботку холодом и отпуск, закалку проводят многократно с температуры

1250-1280 С, а после обработки холо0 дом проводят дополнительную закалку на зерно не ниже 6-го балла с выдерж- 0 кой при нагреве 1,0-1,5 ч.

При обработке стали типа 4ХЗВМФ дополнительную закалку осуществляют с температуры 1030- 1070 С.

Экспериментально установлено, что при 2-3-кратных закалках с температуры 1250-1280 С удается вызвать высокую степень диссоциации специальных карбидов и предельно повысить легированность твердого раствора. Выбор интервала температур объясняется следующим: максимальная температура ограничивается опасностью оплавления, минимальная — наиболее полной диссоциацией специальных карбидов. Как показывают результаты фазового анализа электролитически выделенных карбидов, увеличение кратности закалок выше трех нецелесообразно, так как не ведет к,заметному увеличению степени диссоциации карбидов.

Последующая обработка холодом при -70 С в течение 1 ч привлекается

О с целью повышения фазового наклепа за счет превращения остаточного аустенита. Дополнительная закалка с

L продолжительной выдержкой (1,0-1,5 ч) в высокоте пературном состоянии реша1 ет следующие задачи: обеспечиваются рекристалл зационные процессы с получением мелкозернистого строения (6, 7 балл по ГОСТ 5639-65) и упрочнение материала.

Как уже отмечалось, стимул к рекристаллизации связывается с фазовым наклепом, .обусловленным режимом высокотемпературной закалки и обработкой холодом. Температура рекристаллизации и время, выдержки при этой температуре взаимообусловлены. Конкретные их значения зависят от природы сплава, степени наклепа и требований к размеру зерна после рекристаллизации. Для штамповых конструкций беэударного нагружения величина зерна допускается не ниже 6-ro балла. Эксперимейтально показана целесообразность при дополнительной закалке выдержку назначить в пределах 1,0-1,5 ч. Температура нагрева под дополнительную закалку определяется маркой стали. Для стали типа 4ХЗВМФ температура находится в пределах 1030-1070 С. Экспериментально доказано, что повышение о температуры выше 1070 С и увеличение продолжительности выдержки свыше

1,5 ч нецелесообразно в связи с укреплением размеров зерна по механизму собирательной рекристаллизации.

Для других сплавов температура допол/ нительной закалки должна быть определена экспериментально.

Таким образом, получаемый в результате реализации предлагаемого способа мелкозернистый легированный мартенсит составляет основную струк

1090734 туру. Более высокая его легированность служит основной причиной повышения теплостойкости, что обеспечивает устойчивость к разупрочнению при отпуске, являющемся завершающей операцией предложенного способа термообработки. Кроме того, новые возможности большего исчерпания свойств, заложенных природой сплава, способствуют применению его по новому назначению.

Пример. Проводилась термическая обрабьтка образцов, изготовленных из штамповой стали 4ХЗВМФ, по режимам: известному — закалка с температуры

1050 С в масло, обработка холодом при -70 С и отпуск;

0 предлагаемому - двухкратная закалка с температуры 1280 С в масло, обо работка холодом при -70 С, дополни0 тельная закалка с температуры 1050 С 20 о с выдержкой 1,5 ч и отпуск при 600 С.

Данные по оценке количества электролитически выделенных карбидов после сравниваемых режимов закалки приведены в табл. 1. 2$

Таблица 2

Балл (ГОСТ 5639-65}

Таблица

Содержание карбидов, Z4

Режим, закалки

9,2

«двухкратная закалка- с температуры 1280 С, обработка холодом при

-70 С, дополнительная о закалка с температуры . 1000 С

3,6

2,7 трехкратная закалка с.температуры 1280 С

2,3

+Расчет карбидов приведен в 7 к навеске.

$$

Установлено, что во всех сравниваемых вариантах выделенные карбиды являются (в основном) карбидами типа М С.

По известному способу: закалка с температуры

1050 С

По предлагаемому способу: закалка с температуры 1280 С

1 двухкратная закалка с температуры 1280 С

Параметр кристаллической решетки

Fe — твердого раствора на 0,004Л больше у образцов, обработанных по предлагаемому режиму, по сравнению с известным. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение степени легированности твердого раствора.

Проведено сравнение размеров зерен в образцах, обработанных по известному и предлагаемому способам с варьированием температуры дополнительной закалки. Результаты приведены в табл. 2. е

Режимы термообработки

По известному способу

По предлагаемому способу: двухкратная закалка с температуры 1280 С„ обработка холодом при о

-70 С, дополнительная закалка с температуры

1100 С двухкратная закалка с температуры .1280 С, обработка холодом при

-70 С, дополнительная закалка с температуры

1050 С

Как видно из табл. 2, температура дополнительной закалки 1050 С является близкой к оптимальной>так как обеспечивает размер зерна не ниже

6-го балла.

Теплостойкость оценивали измерением микротвердости, которую определяли после выдержки образцов в течение 1 ч при различных температурах (табл. 3).

1090734

Таблица 3

Режим термо обработки

Известный 479 420 350 -297

Предлагаемый

464 432 397 366

Составитель Денисова

Редактор В. Данко Техред A.Áàáèíåö Корректор А.Тяско

Заказ 3017/24 Тирак 540 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уятород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ табл. 3, микротвер- работке по известному способу, осодость образцов, обработанных по пред- бенно при повышенных температулагаемому способу, вышее, чем при об- 20 рах.