Способ обработки сплавов на основе железа

Способ обработки сплавов на основе железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 7s9593

Союз Советск их

Социалистическик

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.01.79 (21) 2717186/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

С 21 D 1/00

С 21 0 9/22

Государственный комитет (53) УДК 621.785..36 (088.8) Опубликовано 23.12.80. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 28. 12.80 по делам изобретений н открытий

5 "« .«(-/., 7 » ..

Мигачев и В. И. Бочкарев """- =-": - .г."Т11,» (72) Авторы изобретения

Б. А

Уральский ордена Трудового Кресного Знамени политехнический институт им. С. М. !хирова .в. Уральский завод тяжелого машиностроения им. Г. Опт жвиикндзе (71) Заявители (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ HA ОСНОВЕ

ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к металлургии, . в частности к способам обработки железоуглеродистых сплавов и может йайти применение на предприятиях машиностроительной и металлургической промышленности при обработке давлением заэвтектоидных и ледебуритных сталей и сплавов, ",àðàêòåризующихся пониженной пластичностью вследствие химической неоднородности состава и неблагоприятной морфологии структурных составляющих, в частности карбид- ной фазы.

Известен способ термоциклической обработки сплавов. Многократные нагревы и охлаждения относительно температур прямого и обратного фазового превращения способствуют формированию ячеистой структуры сплава, активному протеканию диффузионных процессов и, как следствие этого, устранению химической неоднородности (13.

Однако недостаток известного способа обработки состоит в том, что поскольку термоциклирование производится в области относительно низких температур 100 †6 С, неоднородность в распределении и форме карбидов сохраняется. В результате общий уровень пластичности заэвтектоидных и леде2 бурнтных инструментальных сталей и сплавов меняется незначительно.

Известен способ обработки, включающий многократные. нагрев и охлаждение сплава в области более высоких температур порядка 800 в !050 С, что соответствует 0,550,75 Т„„. где Т„„. — температура плавления матерна 1а и пластической деформации при этих температурах. Многократные нагрев и охлаждение на воздухе в процессе деформации вызывают раздробление и устране-! в ние карбидной сетки и по окончании процесса структура сплава преимущественно состоит из пластинчатого BE .ðëèòà и карбидов компактной формы. Если на завершающей стадии процесса реализовать еще и циклический отжиг в интервале температур 680 — 760 С, то можно устранить химическую неоднородность и получить структуру, состоящую из карбидов шаровидной формы на ферритной основе. Если сплав с полученной структурой нагреть до высокой температуры, то пластичность его будет безусловно высокой (23

Этот способ обработки применим лишь к сплавам с относительно высокой пластичностью, поскольку при многократном на789593

Табпица l з греве до 800 — 1050 С минимальная степень деформации должна составлять 20 — 40 /О после каждого чагрева. Если же сплав вследствие низкой пластичности не выдерживает такой деформации, то способ обработки реализовать на практике невозможно.

Цель изобретения — повышение пластичности заэвтектоидных и ледебуритных инструментальных сталей.

Поставленная цель достигается тем, что заготовки из заэвтектоидных и ледебурит о ных инструментальных сталеи цодвергаются нагреву до температуры 0,85 — 0,90. Т„„, и охлаждению на воздухе до температуры окружающей среды 18 — 25 С. Циклически повторяющиеся многократные нагревы до предплавильных температур обеспечивают формирование пластичного приповерхностного слоя металла за счет диффузии химических элементов в поверхностный слой, а охлаждения на воздухе позволяют достаточно просто удалять избыток этих элементов в виде окалины. Принципиальное отличие предлагаемого способа обработки от используемых в настоящее время заключается в том, что основные изменения, обусловленные обработкой, протекают не во всем объ. еме металла, а преимущественно в приповерхностном слое, и представляют собой диффузионный процесс перераспределения химических элементов, в результате которого значительно повышается устойчивость

4 ,металла против разрушения, поскольку приповерхностный слой, обедненный карбидообразующими химическими элементами, при деформации выполняет роль пластичной оболочки.

Пример I. Проводят термоциклическую обработку литых быстрорежущих сталей

Р6М315, Р6У ЗФ4К5, Р9МЗ, Р9МЗК5, Р9МЗФ4, Р9МЗФ4К5, Р12Ф4К5 и Р12МЗК5, имеющих температуру плавления 1390—

14!О С. Нагретые до 0,90 Т„„1250 С заготовки охлаждают на воздухе до 20 С и после различного числа циклов обработки прокаткой на клин определяют пластичность. При установлении температуры нагрева 0,9 Тп„руководствуются следующими соображениями. Известно, что диффузия определяется температурой нагрева, оптимальное значение которой соответствует линии солидуса, т. е. температуре плавления материала. Однако, на практике, чтобы избежать перегрева и пережога, максимальную температуру нагрева металла стараются не превышать 0,85 — 0,90 Т„„лДля получения сравнительных данных параллельно. проводят обработку металла применяемым на производстве известным способом — нагрев до 1150 С и последующая пластическая деформация в интервале температур 1150—

8000 С. Данные по пластичности при температуре испытания 1100 С сведены в табл. 1.

0,72

1,10

1,61

0,85

0,75

1,10

2,26

1,22

1,05

2,51

0,90

1,34

1,12

0,92

0,80

0,75

0,72

0,57

0,64

0,69

0,65

0,73

0,75

0,77

Р6МЗК5

Р6МЗФ4К5

Р9МЗ

Р9МЗК5

Р9МЗФ4

Р9МЗФ4К5

Р9Ф4К5

Рl 2Ф4К5

Р12МЗК5

0,70

0,76

0,71

0,74

0,63

0,60

0,48

0,91 1, 04

0,81 1,23

0,79 1,0

0,76 0,80

0,66 0,82

1,20 1,23

1,30 1,46 1,52

0,85 1,37

0,83 0,90

789593

Таблица 2 м

0,87

0,85

0,61 0,79 0,81

230Х12

230Х12Ф

150Х12Ф

280Х12Ф

09, 098 1 05

0,87

0,76

0,96 1,07

0,56 0,70

0,78

0,9„"0 70 0 80 0 84- 0 88 0 94

058 069 074 083 070

0,98 1,02 1, 21

0,85

0,89 1,0

Формула изобретения

Термоциклическая обработка предлагаемым способом позволяет повысить пластичность литых быстрорежущих сталей.

Чтобы объяснить пазличия в пластичности на электронном микроанализаторе

«Камека» изучают распределение химических элементов. Сопоставление показывает, что термоциклирование предлагаемым способом активизирует диффузию хрома и ванадия в поверхностный слой, в результате чего пластичность быстрорежущих сталей повышается в 2 — 3 раза.

16

Режим охлаждения металла на воздухе до температуры окружающей среды 20 С выбран в связи с тем,, что при охлажд,нии на воздухе в заготовках из быстрорежущих и т. п: сталей исключается появление термических напряжений, способных вызвать разрушение металла, и активно образуется окалина, в результате чего поверхностный слой, обедненный химическими элементами тина хрома, ванадия и т. п., доТермоэлектрическая обработка предлагаемым способом также позволяет улучшить пластичность литых высокохромистых сталей.

Промышленные эксперименты показывают, что после обработки слитков из быстрорежущей стали (предлагаемым способом), длительность процесса ковки уменьшается на

30/о, а выход годного повышается на 20/о по сравнению со штатной технологией изготовления поковок.

Использование предлагаемого способа обработки заэвтектоидных и ледебуритных инструментальных сталей, обеспечивает возможность расширения температурного ин55 тервала обработки давлением за счет повышения пластичности металла, повышение производительности кузнечно-прессового обоРУдованиЯ на 20--30о/о за счет ликвидаций статочно просто становится пластичной оболочкой.

Пример 2. Проводят термоциклическую обработку литых высокохромистых труднодсформируемых сплавов 230 X 12 (2,30 С;

12 90о/о Cr ); 230 Х 12Ф (2,33 /оС; 12,98 /pCI;

0,37о/pV); 150 X 12Ф (1,45 /pC; 12 67 /pCI;

0 38о/оЧ) и 280 X 12Ф (2 80о/оС 12 87о/оСг;

0,41 /oV), имеюгцих температуру плавления соответственно 1349, 1344, 14!О и 1310 С.

Нагретые до 0,9 Т„„заготовки из этих сталей охлаждаются на воздухе до 25 С и после четырех циклов обработки подвергаются прокатке на клин для определения пластичности. Для получения сравнительных данных napaëëåëüíî производят обработку металла применяемым на производстве известцым способом — нагрев до 1150"C и последующая пластическая деформация в интервале температур 1150 — 900 С. Данные по пластичности при различных температурах испытания сведены в табл. 2. при температуре пспытанпя, С

Л..Й обработка преплагаемым способом простоев, связанных с удалением трещин, а также за счет интенсификации режимов обжатий, и повышение вь хода годного металла из 15 — 20 /о за счет ликвидации разрушения заготовок при обработке давлением, что в конечном итоге на 5 — 10о/о снижает себестоимость и повышает качество металлоизделий из указанных марок сталей.

Способ обработки сплавов на основе железа, преимущественно заэвтектоидных и ледебуритных инструментальных сталей, включающий многократный нагрев и охлаждение, отличающийся тем, что с целью повышения технологической пластичности, нагрев производят <и 0,85- — 0,90 температуры

789593

Составитель Р. Клыкова

Техред А. Бойкас Корректор Е. Ilann

Тираж 508 Г!одписное

BHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 l3035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал. ППП сПатен1, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Шишкина

Заказ 9004/30 плавления материала, а охлаждение — на воздухе до комнатной температуры.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе!. Авторское свидетельство СССР № 482504, кл. С 21 D1,/78,,1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 456841, кл. С 21 D 1/78, 1973.