Способ термической обработки сталей

Способ термической обработки сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик () 661026 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.08.77 (21) 2517199/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

С21 D 1/78

Государственный комитет

СССР во делам изооретеннй и открытий

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (53) УДК 621.785..79 (088.8) М. Н. Перегудов, В. И. Повар, Б. Л. Фельдман и А. И. Ковалев (. Я (ф (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт автотракторных м (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ СТАЛЕЙ ли (2) .

Изобретение относится к термической обработке сталей, используемых для изготовления деталей в машиностроении. Легированные высокопрочные конструкционные стали обычно используют после обработки «улучшение», сочетающей закалку стали с последующим отпуском при температурах 500—

550 С.

Известен способ термической обработки высокоуглеродистых (доэвтектоидных) сталей путем нагрева до температуры аустенитизации, контролируемого охлаждения до температур распада аустенита в ферритоцементную (перлитную) смесь, быстрого нагрева стали под закалку (1).

Этот способ обработки неприменим, однако, для доэвтектоидных сталей из-за выделения в процессе охлаждения избыточного феррита.

Наиболее близким к изобретению является способ термической обработки сталей, включающий многократные нагрев стали до температуры аустенитизации, охлаждение до температуры бейнитного распада, изотермическую выдержку, завалку и отпуск стаЭта обработка приводит к повышению как прочностных, так и пластических свойств стали (до 15 /о). Такое изменение свойств обусловлено измельчением зерна в процессе многократных фазовых превращений аустенит-бейнит, бейнит-аустенит. Так, для стали 40ХН после закалки с 820 С и электроотпуска при 400 С и и = 170 кг/мм и 1

= 46 /р, а после циклической электротермообработки, с электроотпуском при 400 С и g =

= 200 к /мм - и Т = 43%. Бейнитный распад предотвращает выпадение избыточного феррита. Недостатками способа являются, вопервых, значительная длительность процесса обработки (более 10 мин), что снижает производительность установок и приводит к окислению и обезуглероживанию поверхностного слоя деталей, и, во-вторых, неполная реализация высокой конструктивной прочности материала, так как образующийся из бейнита аустенит имеет вид пластин, а не сфероидов.

Целью изобретения является создание способа, обеспечивающего сокращение длительности процесса обработки и повышение уровня конструктивной прочности.

661026

Формула изобретения

Составитель В. Шевченко

Редактор С. Титова Техред О. Луговая Корректор Н. Стец

Заказ 239);25 Тираж 652 Подписное

ЦИ И И fl И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для достижения цели перед изотермической выдержкой производят нагрев до температуры минимальной устойчивости аустенита и при этой температуре производят изотермическую выдержку.

При этом охлаждение с температуры аустенитизации целесообразно производить до температуры на 20 — 50 выше т. Мн.

Для стали 40ХН после проведения такой обработки при электроотпуске 400 С значения показателей конструктивной прочности составили 4й = 210 кг/мм и 1 = 40 /II.

Повышение уровня конструктивной прочности стали осуществляется за счет значительного (до 1 мкм) измельчения зерна аустенита в процессе превращений перлит-аустенит, а выпадение избыточного феррита подавляется за счет охлаждения стали в область температур устойчивости переохлажденного аустенита, что способствует также образованию мелкодисперсного перлита.

Время обработки сокращается по сравнению с известной с 10 до 4 мкм за счет того, что перлитное превращение осуществляется за существенно меньшее время по сравнению с бейнитным.

Способ осуществляется следующим образом.

Циклическая термическая обработка применяется для упрочнения образцов из стали 40ХН. Для нагрева образцов используется прямое пропускание электрического тока; для ускоренного охлаждения — обдув водовоздушной смесью. Термообработке подвергают цилиндрические образцы длиной 100 мм и диаметром 10 мм.

Пример /. Производится четыре цикла электротермической обработки, заключающейся в нагреве со скоростью 20 /с до 840 10 Ñ, охлаждении до 350 со скоростью

200 /с, нагреве со скоростью 20 /с до 630 С, изотермической выдержке при 630 С в течение 40 с. После последней изотермической выдержки проводится нагрев со скоростью

20 /с до 840 С, закалка водяным спрейерным охлаждением и отпуск путем нагрева до температуры 400 C со скоростью 20 /с. Получение значения предела прочности и относительного сужения составляет 210 кг/мм и

48 о/о.

Пример 2. Производится четыре цикла электротермической обработки, заключающейся в нагреве со скоростью 20 /с до 840 +-10 С, охлаждении со скоростью 200 /с до

400 С, нагреве со скоростью 20 /с до 630 С, изотермической выдержке при 630 С в те4 чение 40 с. После последней изотермической выдержки проводится нагрев со скоростью

20 /с до 840 С, закалка водяным спрейерным охлаждением и отпуск путем нагрева

5 до 400 С со скоростью 20 /с. Полученные значения предела прочности и относительного сужения составляют 200 кг/мм и 50 /о.

Предлагаемый диапазон температур охлаждения связан со следующими факторами.

Повышение т. Мн на 20 связано с опасностью перехода через т.Мн. при охлаждении с большой скоростью за счет инерции охлаждающей системы. Верхний предел температуры охлаждения т.Мн. +50 связан с тем, что дальнейшее повышение температуры существенно уменьшает количество зародышей в инкубационной области, определяющих дисперсность перлита.

Способ обработки целесообразно использов ггь при термической обработке деталей простой конфигурации (шпильки, болты, по20 луоси и др) в варианте с нагревом ТВЧ для перехода на экономнолегированные стали. Обработка позволяет также уменьшить рабочее сечение детали.

Изменяя температуру отпуска можно llo25 лучить требуемые сочетания про IHocTHIIx u пластических свойств стали. з0 1. Способ термической обработки сталей, включающий многократные нагрев до температуры аустенитизации, охлаждение до температу.ры бейнитного распада, изотермическую выдержку, закалку и отпуск, отличаюсцийся тем, что, с целью повышения конЗ структивной прочности и сокращения длительности обработки, перед изотермической выдержкой производят нагрев до температуры минималыгой устойчивости аустенита и последнюю осуществляют при этой температуре.

2. Способ по и. 1, orëè÷àloèlèlloÿ тем, что охлаждение с температуры аустенитизации производят до температуры на 20 — 50 С выше т.Мн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШЛ Х 3826694, 148 — 123, 1976.

2. Кидин И. Н. Физические основы электротермической обработки металлов и спла50 вов. М., «Ме1аллургия», 1969, с. 223.