Способ обезуглероживания стальныхизделий
Иллюстрации
Реферат
(ц 794 О ЗО
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскнк
Соцналнстнческнк
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.09.78 (21) 2660190/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. К .
С 219 3/04
С 21D 1/74
Государственный комитет (53) УДК 621.785.34..062 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения
А. П. Казанцев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБЕЗУГЛЕРО7КИВАНИЯ СТАЛЬНЫХ
ИЗДЕЛ ИЙ
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано при термической обработке деталей из углеродсодержащих сталей, работающих в некоторых агрессивных средах.
Известен способ обезуглероживания чугунных изделий, заключающийся в отжиге в расплаве соли с добавкой железной руды:(1). Недостаток этого способа заключается в том, что в процессе отжига поверхность стальных изделий подвергается эррозии.
Известен способ обезуглероживания стальных изделий путем отжига во влаж- 15 ном водороде (2). Недостаток способа— взрывоопасность среды и возможность наводораживания стали.
Известен способ обезуглероживания стали путем отжига в атмосфере аммиака при
1200 С (3). Недостаток способа — рост зерна стали.
Известен также способ получения глубокого обезуглероженного слоя (больше 1 мм) на углеродсодержащих сталях, заключаю- 25 щийся в диффузионном отжиге деталей в контакте с порошком железа при 900—
1000 С, добавкой к нему 0,1 — 0,3% хлористого аммония по весу (4).
Металл, обработанный данным способом, 3о
2 имеет крупнозернистую . структуру. Кроме того, извлечение деталей из контейнера и последующая их очистка является трудоемким процессом, так как при проведении отжига происходит спекание железного порошка.
Целью настоящего изобретения является получение более мелкозернистой структуры металла и снижение трудоемкости последующей очистки деталей без снижения интенсивности процесса обезуглероживания, Поставленная цель достигается тем, что диффузионный отжиг проводят в межкритическом интервале температур А — Аз (А„), в среде железного порошка, с предварительным введением в обезуглероживающую среду цемента (например, цветной цемент), при следующем соотношении компонентов, вес. %: железный порошок 64 — 81
Хлористый аммоний 3 — 4
Цемент 16 — 32
Мелкие частицы цементного порошка, располагаясь между частицами железного порошка, механически защищают последний от спекания в процессе отжига.
В интервале температур А1 — А, (А„) металл находится в аустенитноферритном состоянии, поэтому зерна как аустенита, так и феррита мелки. Коэффициент диффу704080
Формула изобретения
Составитель А. Секей
Техред Л. Куклина
Корректор Т. Трушкина
Редактор Б. Федотов
Заказ 42/2 Изд. № 143 Тираж 634 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 зии углерода в феррите в межкритическом интервале такои же, как коэффициент дифгрузии углерода в аустените при температурах 00 — эо0 С (см. A. ii. уляев. iepмическая оораоотка, Машгиз, i 60, с. ЬЬ ц. ь мелких зернах аустенита диффузия углерода происходит оыстрее, чем при наличии крупных зерен. Кроме 1ого, процесс дифсрузии ускоряется потому, что приноверхностныи аустенит при ооезуглерожииании приооре1ает свойства железа.
lip zM ep. проводилось обезуглероживание образцов из стали 20притемпературе Ь00 (втечение Ь час. в среде железного порошка с дополнительным введением цемента, имеющеи следующие компоненты, вес.
Железныи порошок 80 ллористый аммоний 3 цветной цемент 17
Металл, обрабатываемый при указанной температуре, гак же, как и при других температурах межкритического интервала, находится в аустенитно-грерритном состоянии и имеет меньшую тенденцию к росту зерна. (.редний размер зерна феррита в образцах, обезуглероженных по данному способу, равен 0,019 мм.
11араллельно для сравнения проводилось обезуглероживание образцов известным способом при 950 С в течение 8 час. в среде железного порошка с добавлением к нему
0,3 вес. /о хлористого аммония. Среднии размер зерен реррита в этом случае составил 0,054 мм. 1лубина обезуглероженного слоя, полученная обоими способами, равна
0,4 мм.
Использование предлагаемого способа обезуглероживания сталей обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: — возможность получения большой глубины обезуглероживания при более низких температурах без увеличения времени отжига; — возможность получения мелкозернистой структуры; — уменьшение энергетических затрат за счет снижения температуры обработки; — уменьшение стоимости применяемой засыпки; ф — уменьшение трудоемкости процесса извлечения деталей из контейнера и их последующей очистки за счет уменьшения спекаемости железного порошка, что снижает себестоимость обработанных деталей в
10 целом на 40 — 50%.
Описываемый способ может быть применен в химическом машиностроении для повышения коррозионной стойкости стальных деталей, а также для повышения пла15 стичности стальных деталей машин и механизмов, работающих в условиях низких тем пер атур.
Способ обезуглероживания стальных изделий, включающии отжиг в среде железного порошка и хлористого аммония, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сохранения мелкозернистой структуры стали и снижения трудоемкости последующей очистки без снижения интенсивности процесса обезуглероживания, отжиг производят в меж3 критическом интервале температур в среде, дополнительно содержащей цемент при следующем соотношении компонентов, вес. %..
Железный порошок 64 — 81
35 Хлористый аммоний 3 — 4
Цемент 16 — 32
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 1681, кл. С 21Р 3/04, 1925.
2. Авторское свидетельство СССР № 76450, кл. С 21D 3/04, 1947, 45 3. Авторское свидетельство СССР № 83711, кл. С 21D 3/04, 1947.
4. «Физико-химическая механика материалов», 1977, т. 13, № 3, с. 106 (прототип).