Состав сфероидизирующей обработки углеродистых и легированных сталей

Состав сфероидизирующей обработки углеродистых и легированных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(>) 52747 7

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено24,10.74 (21) 2070347/02 (51) М. Кл.е

С 21 П 1/78

С 21 D7/14 с присоединением заявки № ф (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретеннй и отхрытий (43) Опубликовано05. 09.76.Бюллетень №33 (45) Дата опубликования описаяия17.06.77 (53) УДК 621.785. ,79 (088.8) (72) Авторы изобретения

M. И. Синельников, Я. И, Спектор, E. А. Титаренко, В. Ф. Смоляков, А. В. Малько и Ю. В. Яценко

Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей сплавов и ферросплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ СФЕРОИДИЗИРУЮШЕЙ ОБРАБОТКИ

УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к области обработки углеродистых и легированных сталей для получения в них зернистого перлита.

Применяемые в настояшее время режимы сфероидизируюшего отжига углеродистых и легированных сталей заключаются в нагреве о до температур 780-800 С (т.е.выше Ac ), выдержке при этой температуре и дальнейшем охлаждении со скоростью не более

40 /час 1 . 10

Известен способ сфероидизируюшей обработки таких сталей, позволяющий сократить длительность отжига, который заключается в том, что металл пластически деформируют при температурах на 20 - 100 С ниже точ- 15 ки Ас., 2 .

Наиболее известен также способ обработки сталей, заключающийся в пластической о деформации при температурах на 10-40 С выше точки Ас и охлаждении на воздухе 20

j3) . Этот способ позволяет получать сфероидизированный перлит за счет дробления пластин цементита, что требует очень больших степеней обжатий. Сопротивление деформации металла в указанном интервале тем- 25 ператур не позволяет производить обработку на действуюшем на заводах оборудовании.

И, кроме того, даже после дополнительного отпуска твердость стали получается значительно выше твердости, допускаемой ГОСТом.

Например, на промышленной стали IlIX15 при сфероидизации путем прокатки с обжа« тием 80% при температурах 700-780 С о (Ас„=720 740 С) твердость составляет

285 HB и выше, в то время как допустимая твердость отожженной подшипниковой стали, регламентированная ГОСТ 801-60, находится в пределах 179-207 НВ.

Поэтому на практике заготовки из углеродистых и легированных сталей подвергаются в настоящее время многочасовому сфероидизируюше му отжигу.

Пель изобретения — повышение стойкости изделий за счет измельчения карбидов, а также сокрашение цикла обработки.

Для этого предложен способ, по которому деформацию производят при температурах, о на 50 — 120 С превышаюших Ас а охлаждение ведут до 650 С со скоростью о

30- 100 /час, далее — на воздухе.

52 (477

11НИИГ1И Заказ 860/21 Тираж 654 Подписное

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

При нагреве стали со средним или высоC о ким содержанием углерода на 0 -120 С выше точки Ас пластинчатый перлит преврашается в аустенит с некоторым количеством избыточных глобулярных карбидов. 5

При этом получаются значительные области металла, почти свободные от карбидов . Если металл с такой структурой охладить без деформации, то в участках аустенита, свободных от карбидов, образуется пластлнчатый перлит. Если же металл с такой структурой подвергнуть пластической деформации и прп о температурах нагрева (т.е. на 50 — 120 С выше Ас,), то при этом происходит интенсивное перераспределение углерода в метал- 15 ле: нерастворенные карбиды измел ь чаются, а в свободных объемах аустенита выделяется большое количество новых черезвычайно мелких карбидов. Получаемая при этом структура отвечает требованиям к исходной струк-20 туре металла для последующей ее термообработки, но имеет повышенную твердость.

Например, после прокатки с обжатием 75% за три прохода при температурах от 800 С о до 860 С и охлаждении на воздухе сталь 25

ШХ 15 имеет структуру мелкодисперсного зернистого перлита и твердость 269 HB.

Образцы той же стали, но охлажденные после деформации со скоростью 30-100 С/час о до температуры 650 С, а затем на воздухе, ЗО имеют твердость 200 HB и более крупные карбиды. Такие же результаты получаются, если образцы, охлажденные после прокатки на воздухе, отжигать по режиму: нагрев до

750-780 С, выдержки 1 час и охлаждение о

3 до 650 С со скоростью 30-100оC час, а затем на воздухе.

Необходимо отметить, что этот режим отжига пригоден только для металла, обработанного по предлагаемому способу, и не 40 позволяет получить необходимой структуры и твердости в обычном горячекатаном мталле. Как показали исследования, исходной структурой перед нагревом под деформацию может быть не только пластинчатый 4 перлит, но и троостит, бейнит или артенсит; исходная структура влияет лишь на дисперсность получаемого перлита.

Предлагаемый способ обработки стали имеет как технологические, так и эксплуата- о ционные преимушества. Так, деформация в о интервале температур на 50-120 С выше

Ас (при более высоких температурах не происходит перераспределения углерода в деформируемом аустените) может производиться на сушествуюшем оборудовании, и кроме того исключается или в 3-4 раза сокрашается сфероидизируюший отжиг длительность промышленного отжига в проходных печах составляет 15 час, в камерных печах — no 40 час. Кро."ле того, исходной структурой металла при такой обработке может быть любая из возможных, а не только пластинчатый перлит.

Эксплуатационные преимушества состоят в том, что предложeííûé способ обработки стали позволяет получить значительно большее число карбидов. Например, в обычной отожженной стали ШХ15 средний размер карбидов — 0,7 мкм карбидная фаза занимает 24-26 .4 объема металла, а количество карбидов составляет 300-600

2. тыс. штук на 1 мм . В стали ШХ15, обработанной описываемым способом, средний размер карбидов — 0,36 мкм, карбиды зал нимают 28-30% объема металла и на 1 мм приходится 2500-3000 тыс. штук.

Исследования показывают, что стойкость подшипников и инструмента определяется дисперсностью и количеством карбидов в структуре стали.

Предложенный способ обеспечивает получение в 1,5 раза больше количества карбидов и двукратное увеличение стойкости по сравнению с известным способом, позволяет, кроме того, либо полностью отказаться от отжига, либо сократить его с 16 до

5 час.

Формула изобретения

Способ сфероидизируюшей обработки ут леродистых и легированных сталей, вклю»чаюший пластическую деформацию при температурах выше точки Ас и охлаждение, отличаюшийся тем, что, сцелью повышения стойкости изделий, пластическую деформацию пвоизводят IIpH TBMIIe» а ратурах, на 50-120 С превышаюших точо ку Лс <, а охлаждение веду-т до 650 С со о скоростью 30-100 /час, а затем — на во духе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

i . Я. Р. Раузпн " Термическая обработка хромистой стали N. 1963 г стр, 63-68.

2. Авторское свидетельство % 218930, С 21 1/78, 1966.

3. Авторское свидетельство М. 347354, С 219 1/78, 1970,