Способ термической обработки высоколегированных сталей

Способ термической обработки высоколегированных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, преимущественно средиеуглеродистых, включающий двухступенчатый нагрев до тем пературы солидуса легкоплавких участков, подстуживание до темпер атуры деформации и деформацию о т л и ч а ю щ и А с я тем, что, с целью Улучшения технолопсческой пластичности сталей и повышения эксплуатационных свойств изделий из Мих за счет измельчения избыточных карбидов, деформацию ведут в интервале температур; температура солидуса минус - температура начала выделения избыточных карбидов плюс .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WWVHDI

РЕСПУБЛИК ае ап

age С 21 D. 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ к Авторскому свиддтвльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЮИТЕТ СССР ЛИ * % В% В" (21) 3431789/22-02 (22) 29.04.82 (46) 30..11.84. Бюл. В 44 (72) Г.В.Ляшенко, Я.И.Спектор, А.Н.Самсонов, Г.Н.Анзин, В.Н.Жучин, В.П.Ляшенко, А.Ф.:Пименов, А.А.Квасннцкий, Л.С.Ларионцева, Р;Ф.Максутов, В.С.Пакулева, В.И.Пискойкин, Г.Е.Мысина и Е.Л.Короткевнч (21) Украинский научно-исследователь ский.институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Дзугутов М. Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. М., "Металлургия", 1977, с. 114-120, 253.

2. Авторское свидетельство СССР

В 223118, кл. С 21 D 1/28, 1.967. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, преимущественно среднеуглеродистых, включающий двухступенчатый нагрев до температуры солидуса легкоплавких участков, подстуаивание до температуры деформации и деформацию, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологической пластичности сталей и повышения .эксплуатационных свойств изделий из них за счет измельчения избыточных карбидов, деформацию ведут в интервале температур: температура солидуса минус 40 С - температура начала выделения .избыточных карбидов плюс 3

20 С.

11? 6615 1

Изобретение относится к высокотемпературной термической обработке сталей и сплавов и может быть реализовано при производстве сталей, содержащих в своей структуре избыточные карбиды.

Известен способ обработки металлов давлением, предусматривающий нагрев слитков или заготовок в области твердого раствора (у+карбиды) ни- 10 же температуры солидуса, преимущест-венно до 1140-1220 С (1).

При такой обработке крупные избыточные карбиды, образующиеся при кристаллизации слитка вследствие лик- !5 вации углерода и легирующих элементов, сохраняются на всех этапах производства сталей и изделий из них, что оказывает отрицательное влияние l

В на технологическую пластичность и 20 эксплуатационные свойства сталей.

Повышение температуры нагрева под прокатку для растворения ликвационных избыточных карбидов приводит к оплавлению границ зерен, перегреву 25 и пережогу металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки металла, включающий щ нагрев до температуры ниже средней температуры солидуса легкоплавких участков, выдержку, нагрев до средней температуры солидуса сплава, выдержку, подстуживание до уровня тем- З5 пературы первых ступеней деформации, деформацию (2 j.

Способ направлен на обеспечение однородности и стабилизации структуры металла, однако он не обеспечива- 40 ет технологической пластичности и высоких эксплуатационных свойств изделий, изготовленных из этого металла.

Цель изобретения — улучшение технологической пластичности сталей и повышение эксплуатационных свойств .изделий из них за счет измельчения избыточных карбидов.

Поставленная цель достигается тем. что согласно способу термической обработки высоколегированных сталей, преимущественно среднеуглеродистых, включающему двухступенчатый нагрев до температуры солидуса легкоплавких участков, подстуживание .до темпе- .

1 ратуры деформации и деформацию, деформацию ведут в. интервале температур: температура солидуса минус 40 С— температура Начала вьдбления избыточных карбидов плюс 20 С. о

Сущность способа состоит в следующем.

Двухступенчатый нагрев слитков или заготовки проводят в области в интервале между температурой растворения избыточных карбидов и средней температурой солидуса легкоплавких участков с последовательными выдержками в течение 0,25-1,0 ч. Первую ступень осуществляют при температурах растворения избыточных карбидов. Одновременно при этих температурах происходит диффузионное рассасывание легкоплавких участков, что позволяет реализовать вторую ступень нагрева. Выдержка на первой ступени в течение

0,25 ч достаточна для прогрева металла и растворения мелкодисперсных карбидов. Вторую ступень производят при температурах среднего солидуса. Выдержка при этих температурах в течение 1,0 ч достаточна для полного растворения избыточных карбидов, выравнивания химичеекой и структурной неоднородности по сечению слитка или заготовки, предотвращает оплавление легкоплавких участков, в ре зультате чего получают однородный у-твердый раствор. Выдержка более

1,0 ч нежелательна, так как наиболее эффективное выравнивание химсостава при средних температурах солидуса происходит в начальный период нагрева. Нагрев выше средней температуры солидуса приводит к явлению перегрева и оплавлению металла.

Деформацию (прокатку) осуществляют после подстуживания в интервале температур (Т -40 С) (Т +20 С), где Тс - температура солидуса, Т„ - температура выделения избыточных карбидов.

В указанном интервале достигается высокая технологическая пластичность и подавляется выделение крупных избыточных карбидов. Деформация при температурах выше этого интервала приводит к потере пластичности при деформации, образованию рванин и трещин, ниже этого интервала — к появлению. крупных избыточных карбидов с максимальным размером 25 мкм. Предлагаемый интервал деформаций отличается от традиционно принятого в производстве, когда первые ступени деформации осуществляют при температурах 116б1180 С, соответствующих выделению о избыточных карбидов.

Таблица 1, Температура начала дефор- Температура конца мации после ступенчатого деформации, С нагрева, С

Технологи- . ческая пласСпособ обработки тичность, наличие рванин фактичес" кая

\ фактичес кая по отношению к солидусу (Тс) по отно ению темпе атуре

ыделеия кар идов

Тк) Тс — 20

1300

1280

T +6O

Неуд., рванины .

Т„+40 Удовлет.

Предложенный

Т -4O

Т -60

С

Т -80

С

Т - 100

Т -140

1280

1260

1240

1260

TK+20

1240

1220

Тк

1220

Т -20

Тк-60

1200

1180

Прототип

1160

П р и м е ч а н и е. Режим предложенного ступенчатого нагрева: ! ступень — 1220 С и выдержка 1 ч;

П ступень — 1300 С и выдержка f ч, подстуживание до температуры начала-прокатки, выдержка при температуре начала прокатки 0 5 часа.

3 11266

Пример. Предложенный способ и способ-прототип опробованы на слитках, заготовках и подкате (полоса

3 мм) стали 65Х13 и 60ХН2МФСР. Область у-твердого раствора по диаграмме состояния для стали 65Х13 лежит между температурами 1300 и 1220 С (температура выделения избыточных

Э карбидов), Фактические температуры (с учетом ликвации) могут несколько 1п отличаться.

Для стали 60ХН2МФСР температуры солидуса и выпадения карбидов составляют соответственно 1320 и 1200 С.

В табл. 1 приведены данные по тех- 1 нологической пластичности при деформации (прокатке) стали 65Х13, нагретой по ступенчатому режиму; в табл.2 результаты оЦработки стали 65Х13 по предлагаемому способу и прототипу.

Предлагаемые ступенчатые режимы, предусматривающие деформацию (ковку, прокатку) в интервале температур между температурой солидуса и температурой выделения избыточных карбидов, 2

15 -4 характеризуются однородной структурой аустенита, отсутствием избыточных карбидов, рванин и удовлетворительной технологической пластичностью. Таким образом, предлагаемый способ с исполь- зованием выдержки и. деформации в интервале температур солидуса - выделения карбидов обеспечивает устранение в структуре крупных избыточных карбидов, позволяет получить хорошую технологическую пластичность и прогнозировать высокие стойкостные и эксплуатационные свойства изделий.

Поскольку, лезвия из стали 65Х13 работают в условиях высоких удельных сжимающих и изгибающих .нагрузок, карбиды выкрашиваются в процессе изготов. ления и эксплуатации лезвий,. резко снижают режущие свойства острия, приводят к низкой долговечности бритвен-. ных лезвий.

Ожидаемый годовбй экономический эффект при годовом производстве

1000 т составит около 170 тыс. руб.

1126615

Таблнца2

Избыточные карбиды

Характерис тика техно логии тупени нагрева и охлажКоличе ство

T,oC ape, мяу ч

Т, С время, ч C вре мя, ч

1 1280 1 1160 О, 5 1160 Удовлет. 21 (нет рванин) 6,0

Способ- 1180 прототип

t 1300 1 1240 0,5 1240 Удовлет. Не обнаружено

Предложен- 1220 ный способ

1220

1 1280 0,51260, 0,5 1260

П р и м е ч а. н и е. Для стали 60ХН2МФСР температуры солидуса и выделения карбидов составляют соответственно

1320 и 1200 С, Составитель И.Липгарт

Редактор Т.Веселова Техред М.Кузьма Корректор А. b»

Заказ 8643/21 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г .Ужгород, ул.Проектная, 4

Темпера тура на чала проката ."С

Технологи ческая пластичност.ь наличие рванин в поле зрения на пло щади

1 см отяженсть рбидов, м