Способ термической обработки алитированных стальных изделий

Способ термической обработки алитированных стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

К.В. Горев, С.Л. Лившиц, Е.П. Пуховский и 0.Н. Аре4ьеза

Ф "-"

Физико-технический институт АН Белорусс ой ССУ.,:..

-- — "-- (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АБИИРОВАННЫХ

CTAHbHbK ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к химико1термической обработке металлов и может быть применено в машиностроении и металлургии.

Алитирование стали проводится различными методами.

После алитирования стальные изделия подвергаются отжигу с целью снижения хрупкости алнтированного слоя и уменьшения неравномерности его толщины при 950-1050 С в течение 4-5 чу 1 . Известно также проведение отжига алитированного слоя при 1100-1150 С

O в течение l 5 ч (21.

Недостатком применяемой техноло1$ гии термообработки алитированных стальных иэделий является ее сравнительно большая длительность. Время термообработки значительно превышает длительность самого процесса алити-20 рования. Это объясняется тем, что при термообработке происходит диффузионный процесс рассасывания хрупкой интерметаллической зоны слоя и увеличение

sa ee счет тоащины зоны твердого рас" твора алюминия в железе, а зтот процесс требует большого времени.

Наиболее близким к предлагаемому является способ проведения отжига .алитированных стальных изделий прй l200 С в течеине 5 ч (3).

Однако данная выдержка приводит к окислению алитированного слоя и росту зерна.

Цель изобретения — повышение качества изделий путем получения равномерного по толщине алитированного слоя при сохранении структуры основы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки алитированных стальных изделий, включающему нагрев при 1200

10 С н охлаждение, нагрев производят в течение 3-5 мин.

Способ осуществляется следующим образом.

Апитнрованные стальные изделия нагревают до 1190-1210 С, используя

Тираж 618

Подписное

3 855014 для этого ТВЧ или печной нагрев. Пос- ле достижения заданной температуры идделия выдерживают при ней 3-5 мин.

Затем изделия охлаждают.

Анализ алитированной стали, прошедшей предлагаемую термообработку, показывают, что на ней в результате термообработки образуется весьма одно-.родный по толщине слой, обладающий пониженной твердостью и хрупкостью. 1О

Он получается в результате оплавления алитированного слоя и усреднения его состава по содержанию алюминия. его структура представляет из себя упорядоченный твердый раствор 15 алюминия в железе по мере удаления от поверхности, переходящей в неупбрядоченный твердый раствор. На поверхности слоя наблюдается тонкая пленка окиси алюминия. 20

Образцы из стали 45 размером

6к6 20 мм обезжиривают и затем алитируют в расплаве алюминия при 740 С в д течение 15 мин.

Алитированные образцы для их термо-2s обработки помещают в электропечь нагревают в воздушной атмосфере до

1200 С, выдерживают 5 мин и затем охлаждают.

Металлографический анализ алитиро- зо ванного слоя непосредственно после алитирования стальных образцов до их термообработки выявляет очень неоднородный по толщине слой. Рентгеновский анализ этого слоя показывает что З5 на его поверхности имеется железоалюминиевая фаза FeAl, а под ней " фаза Ре А15 . Твердость этих фаз соответственно равна НЧ 1050 и HV 990.

Высокая твердость внешней части али- ж тированного слоя обусловливает ее хрупкость.

При металлографическом анализе шпифов образцов, прошедших алитирование и термообработку по предлагае- 45 мому способу, наблюдают алитированный слой с практически одинаковой толщиной по всей поверхности образца.

Максимальная микротвердость алитированного слоя не превышает 660. Рент- so геновский анализ не показывает на поверхности твердые и хрупкие железо алюминиевые фазы FeAly и Fe

Обнаружен упорядоченный твердый раствор алюминия в железе. На по- 55

ВНИИПИ Заказ 6834/37

4 верхности расположен твердый раствор на основе FeAl а под ним - раствор на основе Fe>Al, переходящий по мере дальнейшего удаления от поверхности в неупорядоченный твердый раствор алюминия в железе.

При времени термообработки 3-5 мин успевает полностью произойти оплавление алитированного слоя, его усреднение по составу и переход твердых и хрупких высокоалюминиевых фаз в упорядоченный и неупорядоченный твердые растворы алюминия в железе. При этом алитированный слой становится весьма однородным по толщине. Структура основного металла при данном малом времени термообработки практически не меняется.

При времени термической обработки 1-2.мин получен алитированный слой твердый (HV 1050 ), хрупкий, неравноь1ерныК по толщине. . При выдержке 7 мин начинает saметно сказываться окисление алитированного слоя и изменение структуры основного металла в результате его перегрева. Происходит рост зерна стали.

При дальнейшем увеличении вццержки интенсивно укрупняется зерно, появляется видманштетова структура.

Эти процессы настолько быстро усиливаются, что делают процесс термообработки алитированного слоя невозможным. Выдержка в 5 ч ведет к полной порче металла.

Формула изобретения

Способ термической обработки алитированных стальных изделий, включающий нагрев при 1200+10 С и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий путем получения равномерного по толщине алитированного слоя при сохранении структуры основы, нагрев производят s течение 3-5 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иинкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов, М., "Машиностроение", 1965, с. 154178.

2. ПЬааков А.А. Справочник термиста .

М., Машгиз, 1961. с. 129.

3. РЖ "Металлургия", 1978, 9 4, 4И875.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4