Способ отжига заготовок из углеродистых сталей

Способ отжига заготовок из углеродистых сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термической обработке заготовок, в частности к промежуточной термообработке заготовок из углеродистых сталей, содержащих углерод менее 0,4%, при получении деталей методом холодной объемной штамповки. Цель изобретения - улучшение деформируемости заготовок путем обеспечения низкой и однородной по сечению твердости при сохранении микроструктуры. Межоперационный отжиг осуществляют после технологических переходов холодной объемной штамповки. Заготовки нагревают до (AC 1 - 35°C) (AC 1+15°C) со скоростью 800-900°С/мин. Охлаждение заготовок из стали с содержанием углерода большим или равным 0,3% ведут со скоростью 6-10,8°С/ мир до температуры AC 1-(120-130°C) с последующим охлаждением на воздухе, а с содержанием углерода менее 0,3% - на воздухе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Af (19) (11)(51)5 С 21 D 1/00

° Ю

° Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4228776/27-02 (22) 13.04.87 (46) 07.08.90. Бюл. У 29 (71) Камское, объединение по производству большегрузных автомобилей (72) Н.А.Маклакова, В.Н.Федоренко и В.г.козлов (53) 621.785: 374 (088,8) (56) Головин Г.Ф., Замятнин М.М.

Высокочастотная термическая обработка. - М.: Машгиз, 1959, с.107-108. (54) СПОСОБ ОТЖИГА ЗАГОТОВОК ИЗ

УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к термической обработке заготовок, в частности к промежуточной термообработке заготовок из углеродистых сталей, содержащих углерод менее 0,43, при

Изобретение относится к 1 ермической обработке заготовок, в частности к промежуточной термообработке заготовок из углеродистых сталей с содержанием углерода не менее 0,4ь, при получении деталей методом холодной объемной штамповки (ХОШ).

Целью изобретения является улучшение деформируемости заготовок путем обеспечения низкой и однородной по сечению твердости при сохранении микроструктуры.

На чертеже показана схема получения деталей методом ХОШ.

Предлагаемый способ термообработки из углеродистых сталей, содержащих менее 0,43 углерода, включает

2 . получении деталей методом холодной объемной штамповки. Цель изобретения — улучшение деформируемости заготовок путем обеспечения низкой и однородной по сечению твердости при сохранении микроструктуры, Межоперационный отжиг осуществляют после технологических переходов холодной объемной штамповки. Заготовки нагревают до Ас, - 35 С ... Ас, + 15 С со скоростью 800-900 град/мин. Охлаждение заготовок из стали с содержанием углерода большим или равным 0,33 ведут со скоростью 6-10,8 град/мин до температуры Ac„ — (120-130 С) с последующим охлаждением на воздухе, а с содержанием углерода менее 0,3 ь на воздухе. 2 э.п. Ф-лы, 1 ил., 2 табл..нагрев до температуры Ас, - 35 С...

Ас„ + 15 С со скоростью 800900 град/мин, а охлаждение заготовок из стали с содержанием углерода большим или равным 0,33 ведут со скоростью 6,0-10,8 град/мин до температуры

Ac, - (120-135 С) с последующим охлаждением на воздухе, охлаждение заготовок из стали с содержанием углерода менее 0,3 ведут на воздухе до температуры окружающей среды. Скорость охлаждения при этом не регламентируется.

В табл. 1 приведены результаты сравнительных исследований опробованных режимов, в табл. 2 - поопер3 1583450 рационное упрочнение и разупрочнение . стали.

Способ осуществляют следующим образом.

Иежоперационную обработку (отжиг) осуществляют после технологических переходов ХОШ в сквозных индукционных печах ° Заготовки индивидуально подают в индукционную печь и нагревают со скоростью 900-900 град/мин. Нагрев .;осуществляют в интервале температур

Ao - 35 C Ас, + 15 C. По достижении заданной температуры заготовки охлаждают: из стали с содержанием .,углерода большим или равным 0,34 до температуры в пределах Ас„ - (120135 C) со скоростью 6,0-10,8 град/мин

:с последующим охлаждением на воздухе,,а из стали с содержанием углерода ме- .,„„. "д ,нее 0,34 - на воздухе без регулиро;вания скорости, до температуры окру:жающей среды.

Пример. Изготовление методом

ХОШ деталей "толкатель клапана" из стали марки 35 и "стакан" из стали марки 20. Нагрев заготовок осуществляют на индукционной установке "Индукал", мощностью 100 кВт и частотой

8000 Гц.

Заготовки после очередной операции ХОШ (осадки, наметки и т.д.) подают вручную в индукционную установ ку. Нагрев проводят для стали с содержанием углерода =, 0,33 при 720 + о

+ 10 С, для стали с содержанием угле- "" рода менее 0,34 - при 710+10 С, Перепад температур между поверхностью и центром заготовки в момент. окончания нагрева не превышает 20 С. Контроль температуры осуществляют при помощи прибора с волоконной оптикой.

Охлаждение осуществляют следующим образом. Заготовки из стали с содер= жанием углерода С 3 0,34,путем проталкивания перемешивают из обогреваемой части индукционного нагревателя,, длина которой L = 140 мм, со скоростью 2,3 мм/с в необогреваемую часть„ где заготовка замедленно охлаждается до .600+10 С. Последующее охлаждение проводят на воздухе до температуры окружающей среды в течение 20 мин..

Заготовки из стали с содержанием

С C 0,33 после нагрева проталкивают на открытый транспортер, где в процессе транспортирования на следующую операцию (в течение 15 мин) осуществляют охлаждение до температуры окружающей среды. За критерий оценки качества разупрочнения термообработки по известному и предлагаемому способам принята твердость в единицах

Бринеля и твердость, измеренная по методу Виккерса по координатной сетке (чертеж). При этом обязательным условием удовлетворительно проведенного отжига является достижение определенного уровня по твердости для стали с содержанием С > 0,33 не более 143 НВ, для с".àëè с содержанием

С (0,34 не более. 120 НВ, однород-, ность твердости по сечению и отсут-.: ствие изменений микроструктуры в сравнении с исходным состоянием (табл. 1).

Параллельно измеряют размер действительного зерна аустенита. Проводят рентгеноструктурный анализ для определения состояния тонкой кристаллической структуры стали (микроискажений 3-го рода, плотности дислокаций). Все анализы проводят по известным методикам.

Из табл. 1 следует, что термообработка заготовок по предлагаемому способу обеспечивает разупрочнение стали до необходимого уровня по твердости без изменения микроструктуры, нагрев со скоростью, превышающей

900 град/мин, приводит к измельчению зерна стали, повышению доли пластичного перлита в микроструктуре, повышению общей твердости и неоднородности твердости по сечению заготовок.

Нагрев со скоростью ниже 800 град/мин не обеспечивает быстрого и достаточного для холодной объемной штамповки разупрочнения стали, непроизводителен, Охлаждение заготовок из стали с содержанием углерода углерода 0,33 до 600 С со скоростью, превышающей

10,8 град/мин, не обеспечивает полного разупрочнения стали, охлаждение со скоростью менее 6,0 град/мин нецелесообразно, так как удлиняет цикл термообработки.

При отжиге с индукционным нагревом стали, содержащей 0,3 ь углерода, существенное значение имеет скорость охлаждения после нагрева, так как при таком отжиге отсутствует выдержка после нагрева и частичное разупрочнение происходит в процессе охлаждения. Это подтверждается исследованием тонкой кристаллической структуры и испытаниями образцов металла методом

5 15834 непрерывного одноосного сжатия до заданного значения нагрузки. Исследо- . вание состояния тонкой кристаллической структуры стали, а также результаты испытаний на сжатие подтверждаS ют неполное разупрочнение стали, содержащей ) 0,3ь С, при охлаждении (после нагрева) до 600 С со скоростью, превышающей 10,8 град/мин, т.е. на воздухе или в воде.

Охлаждение заготовок из стали с содержанием углерода менее 0,33 производить замедленно и ускоренно нецелесообразно, так как удлиняет цикл термообработки и требует принятия необходимых мер для осуществления замедленного и ускоренного охлаждения. При пооперационном упрочнении и разупрочнении стали (табл. 2) замер твердости производят методом координатной сетки (чертеж) па методу

Виккерса HV, с нагрузкой на индикатор 10 кг.

1. Способ отжига заготовок из yt-леродистых сталей, преимущественно с содержанием углерода менее О,М, включающий индукционный нагрев до заданной температуры и окончательное охлаждение на воздухе, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения деФормируемости заготовок путем обеспечения низкой и однородной

20 по сечению твердости при сохранении микроструктуры, нагрев ведут со скоростью 800-900 град/мин.

2. Способ по п.1, î — л и ч а юшийся тем, что нагрев ведут до

2S Ac> - 35 С...Ас, + 15 C.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что охлаждение заготовок из стали с содержанием углерода большим или равным 0,3ь ведут

g0 со скоростью 6,0-10,8 град/мин до температуры Ас,, - (120-135 C).

По результатам замеров твердости по координатной сетке предлагаемый способ межоперационной разупрочняющей термообработки (отжиг) обеспечивает полное разупрочнение стали до необходимого уровня по твердости и

6 однородную твердость по сечению заготовок, что обеспечивает удовлетворительную стойкость штампового инструмента и отвечает требованиям, предьявляемым к металлу, обработанному методом ХОШ.

Формула изобретения

1583 50

3

Ю N

3 СЧ

C> lA О

Cl О м N

О О

Л СО б

Ct lA

ГЧ

О >Г>

Ч >

1 с

1 C ! LI

I 61

1 С

D

N бс\

О Н>

CO О1

С:> сЧ

О N

СО О Ъ

О D

ЧО ГЧ

Ь О сС CO

>Г> О

М |Г> бС> О

Ч> tA!

С>

N N

О 3>>

СО О1

СГ\ г л

СО

CA е

X а

Э иО

СГЪ

>С>

1

I ! в

I

I

1!

О N

1 N

О N

ЧО Л

С> IA

° 6 СЧ

О >Г>

>ф б

О СГ> .О СЧ »

О lA

>О Г б»

1 ! с

1 Ч

1 е

С»

С>

СЧ IA с

Ю lA

ОО OL

Ct

СЧ lA

О бб>

ОО 01

С>

СЧ lA

О >А

ОО О >

С> бЧ N с

О N

ОО Ф

О сЧ а с

О IA

CO О1

LA г

t6

Х

CL

Э

С6 л

ОО

>,О

ОО

>О

CO л

CO

I

I !

O м !

1 О

ГС>

I Е о а

Э

С

3 л

О

lA

ОР 1

М >О

О а.

CO

>36 л м

Vt3

D .СГ

О

>О

Ч л

D сч

1 л

ОЪ

f i л

О D

СЧ N

1 I

3 Л

ОЪ CA

f w

О

М

f л

СГЪ л

О

М

Г

О1 л

О

СЧ

1 б

Г

N

1 л

ОЪ

Г

Ю

ГЧ

t б

>о

СЧ

I л .О

lg б»

36

СО х х

ОО Лсо Ль

"Ct "сХD 3>3 D t6 3 о- оь

1 36 1 16 сО >О >О

ОО

Х

ОО Л

" >Х

О В о

t В

>С>

3 1

3- 1аХЭ аэ Л

Х а

t>3 Е X

gccI-u

ОО ф

О Я о ! 36 о,.г

О В

- о

I и

>Г>

Ф 1 f Ф

О 0 С»;

Фс.> ао

Х t> Ct X

X О Е эоьах

ct ФХ>О С

1 1 3 О

1 Ф tgЯ> а r

1 Э tg

1 C Е В

1 X CLЭ э ла

1 1

С> D

О СГ\ С> л л °

l 1 +1

С> D D

СО м сЧ

>О 3 Л

Х, л

СГ tg

В СГ о о

СО В

О

О сЧ

Г с

Ю

+б

Ю

СЧ л

О

+i

С> л

С>

О

О CO

4А 0 -->

ОО,

1 С1О

О 36 О.

О О.

С36

О О О

Ю О О

ОЪ С31 ОЪ

I 1 I

О О О

О О О

CO СО ОО

С>

О 1 0

CO N

i «мct

О Г 1 Е

lA>М О.

ОО

С>

Nu

ОО Q

О Ф

О а

CO L

Cl

ОО

С>

lA

ОО> бОЪ

Y D

Х

CO 11

>Х Ф

3 1»

Х 0

Х о

В

Х Э л а

Ц L

X t6

ХС

>Х tg 1

>S 36

Л 3x u

Х о с

Х Э

6> CL

Ct fZ Е и z

Об

Ф

>Х

2I X

Х х и

Х ай е Оэ аYO.

3 0

L Э

CL

>х л

Л бX tg

Х CL .CL Э

1 л

ct L

Z Y

Ж

CO о i

C >С

О б л

Ф

Ж

>Х

X

Х

z

t6 а

l о с

63

Э Ф

:,ах

ctL и

X lg О

1 Х

0 о э ар х е

o w е

У»»

36 С о е

t6

Х

i6 о е

Х! б» и

Э

В >S

Фб З хс Y

I» и

Э

Ctt >Х

63 jl

>

u s о р

I D О

e >s

). .t6 3 66

° 1 X 1

1 33 Э

1 l- 1 S е 1 О I x

1 1 Э

I Э 1 Е о

u i x

О 1

C 3

I0 1 e 4.7 а

,.Е I Л 1

1 I1 Лб Х

Ф вЂ” б х 1 е

3 Q, 1 X

Ф I- I

u i x ! О 1 а Э (1 Y i 66

I X 1

X:

I 1 66

1 Е I

3 L ° 1

Ф X I Э

I >с 1 X

1 1- 1 X

1 О 1

Об О ! ct I Х

3 1аii 8 .Лбам !

Фб

1 а б е

3 3 I Z

I О t X

О 1 Х а

1 Y 3

1 X t Э

СО

I 1

t I

Ф

1 1 I

1 Э

CO I

1 X 1

1 C

1 О I

1 I- 1

t Ct ! о.! о

I Э 1

l6 О

Cf.

t I

I

I .6 tg r б I» e x

3 а

CL L ct оое хбо а

1 CD О I»

1

I S

1 Х

1 Е ! CL

1 30 о б Э

1 tl.

Ф

I 1

ГВ 1

1 1

1

I 1

1

l

f

1 !

1 !

3

1

1 . I

1

1

Ф

E

Э

X е

ФФ

CL

Э

Ct и

С.Э

1» i

СО СО

1 Х

>Х 36 I

О, Ь

О Х 0СаЬ

z лхх

ЛО Р .С

I» S "- ОО б

Ф О

Y f6e -о

X ЛCLХ Z

Е

ГХ I Ct С

reoeo

ХбсrхйХ

1 1 t 1

ON D N D СГ> О >Г> Ь N

C4 N СЧ - ttt --С СЧ N С 3

ON DNOlAONO lA

Ч> Г >О Л>,О ЛЧ> Л>О Л

I 1 t I

ОО ООООО О

СЧNNГЧN(VN .

О О О D О О О ND В

CO О1 CO СГ>СО CACO О>СО (71 со >О ЧЪ >О >О

1 I 3 I

CO CO CO CO CO

I 1 1 I 1

О СГ> D lAD CAO lAO tA

«3 СЧ О СЧ «6 СЧ СЧ .6 СЧ с . с

О а О СГ> О >Г> Ь а О В

О Л Чр Г >О Л О Лсо Л

3 Ф 1

С> О О О О

М ФГ\ NNГЧ LAN lAñ× iA Ъ С С .

ОВОФОNDООLA

CO CFi CO О >СО ФОО CACO Ф г» бГ> IA LA CA lA ъг

>О ЧО . ЧО. О >О

1 4 .3 l

CO ОО CO ОО СО

CO

N Г">

ОО м M 1 г О О

t 1

1 1

t6 CA

СХ т о а О

Cl ббпр

С т л х

Э в

Х ect

X Ct Ct>

3 to e а

Э

О

СС

0 О

0 +!

О

С Г

1583450

I I

e I

3 % 3

< I 1! 4l 1 с <

С< !

SI О!

zВс

1 1 е а <

«э»< о

3 r I о " о, Q 3 I- 3

СВ С«

o < а 1 х

I Х 1

I 1

ФФ 1

< в а

ЕВС

X х

1, I

3! 1

I

3

l 3 1 3 < ——

<.o o

1 сч а<ч !

3 оаю

1 СО ОВСО

Z3С

t 1 C

8 3 о t ю

t t=

1!

1

1 !

I Л

СО

I !

1 е

z z л л

I 3 са сО <О! дФ I ! в

Ф 1

z 1

I9 1

=< 3 о < с

Z 1 C

I 1 C

1 о<с

1

1

1

1

1 I

1 О

1 СЧ

I О

1 CO

1 1

I I! е !

1 t I

1 X !

1 <ф

< ! о

< о

1 С 3

I В

1 Е 3

a t

1 О>!

I 3- I

В Y 1

I >» < а 3

I t I! <В о < а 3 х

1 X <

I 1

1 !

1 I

1 о

LC» СЧ ао

01 СО

Ю

3С3 <Ч ао

%СО

1

I

1 ! л

< 1

CO

< е

z л ! В 3

СО СО СО

3 В

1. 1

3 1

I 1

1 <О 1

1 1

1 1

1 41 1

1 I I

I O I

< о

1 Cf 1

t a 3

1 С< I

I Ф I

I <» I

1 1

В

1 ъО !

< 1

< о

I С <

1 ъО

1 о

С»3 О >О

I I ь ь

C»I ВЧ с о

° 3 ъ

1 Ch

1

1 О а

I

О»

»О а

IО е

tО z

3Z %

z !

j t3

3

3 3 1 СЭ

1 e eO ах

I Ф Е

:1 ае е ла

<- t. !

1 ! С> е

+I

I О

< °

< °

1

I

В

< о

t c»c

t +I

О

c»I

I СО

tA о л

+3 1 о о

СО

»О о о о

СЧ О\

+3 3 о ь

CO O

CO CO

1

<о<

<се

Х

>Х

3l X х < <3

t zoe

< хае е0е

t ara. ! <В 11

1

i

1

В

1 !

» о

C Э а.

>Х

Л 3zee ае

X С< СВ

z c a. е z а. В< е

L 3- Z

1

I lg Е

I О X о и

С 3<ьо

1 3

< О <(IC С.В N

e z c> cz

ooñz ое

Y охэ ооа

3 v a î сс а О 3I

В лez

I 1 е

8 а а ц оое

1 Y ta О. — — -"»

1 Х

1 о

1 30

1 е а

1 <О о

1 Z

1 .ф

1 <Е

1 Ф

1 О1

I 1 о а»ч а <ч а t

1 аьаьа I

OtCO О\СО 01 1

1

l

I!! 3!

1 3

Ю < а<ча 1

3 аьа <

O3CO Ф В

° 1

1

<

<

I

I

I. t

ОЪ 3

I I

»О I а 1!

1

1 I

I I!

О !

33\ I

1 1 а

1 л

<

1

1

1

1

I

3

I

3

1593450

Таблица 2

Твердость, НЧ,, измеренная по координатной сетке

До отжига

После отжига l76-190

157-236

) 0,3 ь Осадка

Наметка

Выда вливание стакана

163-181 (143

157-170 (1 43

145-245 145-193 (1 43

160-206 118-156 (118 с 0,3.ь Осадка

Обратное выдавливание

145-160

118-126, <116 слокомб

Составитель Т. Бердышевская

Редактор Н.Рогулич Техред Л.Олийнык Корректор А.Осауленко

Заказ 2231 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,10I

Сталь с содержакием С

Операция

ХОШ

Известный способ

Предлагаемый способ