Способ упрочнения стальных изделий
Патент 726190
Авторы
Способ упрочнения стальных изделий
Иллюстрации
Реферат
по делам изобретений" и открытий (53) УДК621.785..79(088.8) Опубликовано 05.04.80. Беллетень,% 13
Дата опубликования описания 10.04.80
Е.А, Куриц, А. П. Любченко, М. А. Балтер и Л. Я.Гольдштейн (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
/ (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к способам упрочняющей обработки конструкционных сталей, имеющих структуру мартенсита или нижнего бейнита, в частности к упрочнению деталей, работающих при циклическом изгибе и кручении.
Зффективным способом повышения усталостной прочности является поверхностный наклеп $1) . Однако такой способ о !О не обеспечивает максимально возможных усталостных и упругих свойств.
Наиболее близким к изобретению является способ упрочнения изделий, применяемый для повышения упругих и уста-. !
5 лостных свойств стальных изделий Я.
Известный способ включает термомеханическую обработку с получением мартенситной структуры искусственное стао рение мартенсита при 100-200 С (ниэкотемпературный отпуск); финишную механическую обработку с использованием чистовой шлифовки; поверхностный наклеп; искусственное деформационное старение
"материала при 100-200 С (низкотемпе ратурный отпуск), Однако этот способ упрочнения не всегда может обеспечить необходимую усталостную прочность и другие свойства ответственных, тяжелонагруженных деталей трайспортных машин. В частности, он не учитывает загрязненности стали нем еталлическими включениями; температура отпуска (старения) после прверхностного наклепа 100-200 не обеспечивает максимально возможных свойств. Кроме того, схема упрочнения в известном способе включает такую сложную операцию, как термомеханическая обработка, кот<>рая далеко не всегда осуществима. Извесь ный способ предназначен только для упрочнения сталей с мартенситной структурой.
Целью изобретения является повышение усталостных свойств при сохранении упругих свойств иэделия.
Зто достигается тем, что отпуск после поверхностного наклепа осуществляют в
220
303
312:. ",::;:::
".Ъ
303
2,5
305
300
377
2 4
2,5 10
1П 400
1Т 400 со
65
304
80
70
«V1 450
2,5
По про-- тотипу 200
302
304
3 7261 интервале 220-4000С в течение 2,510 час.
Эффект отпуска после наклепа по предлагаемым режимам объясняется уменьшением локальных напряжений у структурных концентраторов в зоне образования очаговой усталостной трещины при. сохранении структуры упрочненного слоя,. полученной в результате поверхностного наклепа. о
Способ упрочнения осуществляется по следующей технологической схеме.
Закалка на мартенсит или нижний бейнит; ниэкотемперату»рны«й отпуск; чис- 15 товая механическая Йработ»ка любью способом; поверхностный наклеп любым способом; окончательный отпуск при
220-400 С в течение 2, -10 час в зависИмости от степени и характера за- 20 грязнейности стали не деформйруюшймися неметаллическими включениями.
Как видно из табпицы, оптйМййьнйм для повышения усталостной прочности стали, загрязненной крупными включениями, является отпуск после наклепа при температуре 4000С 5 час. Предлагаемый
$0 способ обеспечивает большую»усталостную прочйость, чем известный споооб. Для исйытанных плавок- йовИш»ение предела выносливости составило соответственно
28 и 54% по-сравнению со значенияМи, 55 полученными по известному способу.
Дпя чистых по недоформирующимся неметаллическим включениям сталей
90 4
Пример. Способ упрочнения опробирован на стали 38ХС, загрязненной крупными недеформирующимися включениями °
Обработка включала закалку на мартенсит от температуры 910 С в масло, низкотемпературный отпуск при 200 С
3 час, поверхностный наклеп обкаткой роликами при комнатной температуре и окончательный отпуск при температуре
400 С в течение 5 час.
Усталостные испьггания проводились на гладких цилиндрических образцах диаметром 9 мм на базе 10 циклов . при круговом изгибе на машинах типа НУ.
Упругие свойства при изгибе определялись на гладких цилиндрических обра цах диаметром 9 мм.
Результаты испытаний приведены в таблице. Для сравнения показаны свойства, полученные при обработке 110 извест ному способу. оптимальный режим окончательного отпуска йосле наклепа - ÇOOОС вЂ” 2,53 час.
Аналогичные результаты были получены прй упрочнении стали 38ХС со структурой нижнего бейнита, и сталей
45ХН2МФА и ЗОХГСН2А с мартенситной структурой.
Окончательный отпуск в предлагаемом способе упрочнения может быть совмещен с напрессовкой или распрессовкой деталей и неметаллических материалов, например, резины, что позволяет удеше5 726190 6 вить процесс, а также повторно исполь- что, с целью повышения усталостнойпрочзовать детали, входящие в забракрванный ности при сохранении упругих свойств узел. отпуск после поверхностного наклепа про о
Сп с б упрочнения изделий позволяет водят при 220-400 С в течение 2, сушественио увеличить долговечность 5 час
2. Способ по п. 1, о т л и ч а юответственных тяжело нагруженных деташ и и с я тем, что производят закалку лей машин и,следовательно, повысить нана мартенсит. дежность и качество всей машины или
3. Способ по н. 1, о т л и ч а юмеханизма. ш и и с я тем, что производят закалку на нижний бейнит.
Источники информации, Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я принятые во внимание ири экспертизе
1. Кулрявцев И. В. Внутренние наиря1. Способ упрочнения стальных изде- 1s жения как резерв прочности., М., "Машгиз лий, включаюший закалку, низкотемпера- 1951 ° турный отпуск, поверхностный наклеп и 2, Авторское свидетельс чю СССР отпуск, о т л и ч а ю ш и и с я тем, Jh 464631, С 21 9 7/14, 3;973, Составитель Т. Шевченко
Редактор Е. Братчикова Техред С. Мигай Корректор Г. Назарова
Заказ 607/23 Тираж 608 Подписное
ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11Г035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. ужгород ул. Проектная 4