Способ термопластической обработкижелезоуглеродистых сплавов

Способ термопластической обработкижелезоуглеродистых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сееетскмк

Сециалмстюикиии

Ркеублас

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к аат. свид-ау (22) Заявлено 040479 (21) 2745509/22-02 с присоединением заявки Кт (23) Приоритет .

Ойублмяовамо 2302Л1.Бюллетень Н9 7

Дата ситублимоеамия описания 03 ° 03. 81 (5!)М. Кл.з

С 21 0 7/14

С 21 0 1/78

ГосударстмнимЯ квинтет

СССР

IIo ЯслаM N306Pc7cLLN1 я втармтяЯ (53) УДК 621.785. .79(088.8) (72) Авторы изобретеммя

М. И. Калачев, В. A. Гайко и A. Н. Давидов

Физико-технический институт АН BeaopyccLLoN ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОЯ ОБРАБОТКИ

ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к термкчес кой обработке металлов, в частности термомеханической обработке.

Известен способ термомеханической обработки сталей, заключающкйся в холодной пластической деформации феррнтно- карбидной смеси с по» следующей закалкой и отпуском f.1).

Недостатком этого способа явля» ется ер;о эффективность лищь для сталей со специально подготовленной структурой, способной воспринимать. значительную пластическую деформацию без образования трещкн, существенное снижение упрочняющего эффекта при нагреве и выдержке под закалку, необходимость промежуточной термообработки после холодной деформации для стабилизации субструктуры, а также необходимость окончательной термообработки (отпуска)..

Известен способ термической обработки желеэоуглеродистых сплавов, включающий термоцнклирование около точки АС,Д2).

Однако, в указанном способе-повышение механических свойств сплавов определяется, главным образом, иэмельчением структуры„ в то время как насыщенность кристаллической.решетки деформацкоинйми дефектами за счет фазового иаклепа недостаточно высока, что не позволяет реализовать потенциально возможное высокопрочное состояние сплавов.

Цель изобретения - повыыение механических свойств желеэоуглеродистых сплавов за счет рационального

® сочетания положительных структурных изменений холодной пластической деформации и термоциклмческой обработки, а также эа счет применения способа предварительного деформирования, позволяющего наклепывать сплавы с высокой степенью деформации беэ специальной подготовки структуры и получать стабильные субструктуры без промежуточной термообработки.

Для достижения поставленной цели перед термоциклированием сплав подвергают деформированию под гидростатическкм давлением многократными энакоперемекными нагрузками выае предела текучести сплава.

Кроме того, пластическую деформацию ведут при 20-200 С.

На чертеже изображена схема для

30 реализации данного способа.

806777

Схема содержит образец 1, штамп

2, пуенсон 3, рабочую среду 4.

При перемещении пуансона 3 вниз он вначале сжимает рабочую среду 4 и создает необходимое гидростатическое давление (пороговое давление для данного материала), затем вступает в контакт с образцом 1 и деформирует его вдоль оси. При разгрузке пуансона до положения первоначального контакта с образцом гидростатически сжатая среда деформирует образец в противоположном направлении эа счет давления на боковую поверхность образца. При незначительной степени разовой деформации за каждый цикл обработки образец практически не изменяет свою форму, в то же время получая двойную степень деформации. Многократное циклическое нагружение под гидростатическим давлением, независимо от на- 20 чального структурного состояния сплава, позволяет достичь высоких степеней накопленной деформации без образования трещин и получить в образце ячеистую субструктуру с достаточ- g5 но высокой термической и механической устойчивостью. Проведение обработки при температуре максимума деформационного старения (200 С) приводит к дополнительной стабилизации формирующейся ячеистой субструктуры мелкодисперсными частицами, что позволяет в значительной степени предотвратить возможность снижения упрочняющего эффекта при последукщем термоциклировании и ликвидировать этап промежуточной термообработки после холодной деформации.

Термоциклирование сплава, предварительно обработанного укаэанным 40 способом, вызывает дальнейшее развитие субструктуры и ее трансформацию в полигональную. При фазовых переходах дислокации полигональных субграниц является энергетически 45 выгодными местами выделения сферических карбидных образований, в результате распределение карбидов становится более мелкодисперсным и равномерным и повышается стабильность самой дислокационной структуры. Эти процессы сдерживают развиi тие рвкристаллизации сплава и позволяюФ более полно сохранить влияние предварительной холодной деформации.

Пример. Берут сталь 45 разме- рами Ф 16 40 мм и подвергают предварительной обработке, состоящей из 50 циклов деформации сжатие-растяжение под гидростатическим давлением 1,5 кбар со степенью деформа- ф() ции 1Ъ в каждом полуцикле нагружения. Суммарная деформация образца составляет 100Ъ. Часть образцов обрабатывают при 20 С, часть — при о

200@С. В качестве рабочей среды, 38,4 58,4 13,1

Известный

Предлагаемый

t=20 С

41,3 бб,б 15,3

Предлагаемый

t=200 C

43,8 69,1 14,6

Использование. предлагаемого спо-, соба позволяет повысить механические свойства сталей и сплавов, проводить предварительную деформацию с высокой степенью наклепа без образования трещин независимо от исходной структуры сплава и получать стабильные субструктуры без промежуточной термообработки, а также исключить операцию окончательной термообработки (отпуска).

Формула изобретения

1. Способ термопластической обработки железоуглеродистых сплавов, включающий термоциклирование около точки Ас1, отличающийся тем, что,с целью повышения механических свойств сплава, перед термоциклированием сплав подвергают пластической деформации многократными знакопеременными нагрузками под гидростатическим давлением.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что пластическую деформацию ведут при температуре

20 2000С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бернштейн М..II. Термомеханическая обработка металлов и сплавов, М., "Металлургия", 1968, с. 1069.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 459518, кл. С 21 0 1/00, 1970. о в случае обработки при 20 С, применяют силиконовое масло, при 200 С парафин.

Режим термоциклирования включает проведение нагревов на 30 С выше точки Ас< и 60 С ниже точки Ar, со скоростью нагревов и охлаждений

100 С/мин. С последнего термоцикла сталь охлаждают в воде. Оптимальных механических свойств (повышение пластичности при незначительном снижении прочности) образцы достигают после двух термоциклов. При дальнейшем термоциклировании механические свойства стали снижаются до уровня обычной ТЦО.

Результаты измерений приведены в таблице в сравнении с известным способом ТЦО после 5-6 циклов.

806777

Составитель A.Äåíèñîâà

Редактор Т.Киселева Техред Е.Гаврилешко Корректор М.Коста

Заказ 184/45 Тираж 629 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная,