Способ термической обработки быстрорежущей стали

Способ термической обработки быстрорежущей стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. Г. И. Капланов, И. Н. Сеглеев, E. И. Яров й, р;,*":" г ——

В. Н. Ковалев и К. 8. Сидоров :% " -:- 2 .,;Украинский научно-исследовательский - нститут,: специальных сталей, сплавов и ферросттпввов М (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5É) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ

БЫСТРОРЕИУЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к термической обработке горячекатаных быстрорежущих сталей, а также может быть использовано при термической обработке других труднодеформируемых сталей.

Известен способ термической обработки углеродистой и легированной стали, включающий отжиг при 860 С с последующим охлаждением со скоростью

10-20оС/ч до 760оС, выдержку при

760 С 5 ч и дальнейшее медленное охлаждение со скоростью 10-20 С/ч до

680 С. Отожженная по этому режиму сталь подвергается затем карбидному отпуску., заключающемуся в нагреве бунтов или прутков диаметром 8-12 мм в течение 1 ч при 760оC с охлаждением в воде j1 ).

Недостатком этого способа являет- ро ся неравномерность свиста из-за того, что перлитное превращение проис- . ходит в интервале температур при медленном охлаждении с 860 до 760 С.

Резкое охлаждение после карбидного отпуска с 760 С приводит-к возникновению дополнительных напряжений в металле, что затрудняет передел и приводит к повышенному расходу металла из-за обрывности при волочении и ломки при правке и резке.

Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий нагрев до 800-860 С, вы" дерику, охлаждение со скоростью 3040 С/ч до 720-750оС, выдевжку, охлаждение в печи до 600-650 С се скоростью 40-50 С/ч, а затем на воздухе с последующим карбидным отпуском по режиму: нагрев до температуры 710-730 С, выдержка, быстрое охлаждение в воде, в масле или на воздухе (2 ).

Недостатками этого способа являются получение неравномерной структуры металла из-за разных температур превращения аустенита; получение низких

6 4 чения выпадения специальных карбидов до карбидного отпуска. При температуре выше 580 С выпадает только часть карбидов остальная их часть выпада1 о ет при температуре ниже 580 С при окончательном охлаждении, что приводит к охрупчиванию.металла. При температуре ниже 480 С карбиды не выпадают.

Медленное охлаждение карбидного отпуска со скоростью 20-40ОС/ч до температуры 600-650 С необходимо для дальнейшей коагуляции карбидов, создания условий дополнительного перлитного превращения остаточного аустенитв, устойчивость которого снижается при выделении карбидов, и снижения термических напряжений. При скорости охлаждения выше 40 С/ч процессы дополнительной коагуляции карбидов и дополнительного превращения остаточного аустенита в перлит не получают существенного развития, в результате чего повышается неравномерность структуры. Скорость охлаждения ниже 201/ч значительно снижает производительность термических средств..

3 99647 пластических свойств и высокого предела текучести, Целью изобретения является повышение пластичности в связи с получением равномерной тонкодисперсной струк- $ туры.

Цель достигается тем, что согласно способу термической обработки быстрорежущей стали, включающему нагрев до 840-860 С, выдержку, охлаждение о до 730-750 С, выдержку, охлаждение и карбидный отпуск при 730-760 С, после выдержки при 840-.860 С производят постуживание со скоростью 20-60 С/мин до температуры 650-700 С с последую- 1$ о щим ускоренным нагревом до 730-760 С, после выдержки при этой температуре производят подстуживание до 480-580 С с последующим нагревом до температуры карбидного отпуска, охлаждение по- рр сле отпуска производят со скоростью

20-40 C/w д 600-650 С w co скоростью

40-80 С/ч до 200-250 С.

Быстрое охлаждение до температур

650-700 С производится для замедле- 2$ ния или полного подавления выделения избыточных фаз и увеличения количества зародышевых центров кристаллизации продуктов распада аустенита при последующем перлитном превращении. При gy скорости охлаждения менее 20 С/мин может начаться распад аустенита в ин" тервале более высоких температур, скорость охлаждения садки более

60 С/мин трудно достижима на сущестЭЗ вующих агрегатах термической обработки,. В случае охлаждения ниже 650 С образуется неоднородная структура ти па перлит+бейнит. При быстром охлаждении выше 700чС образуется неодно46 родная структура типа крупно- и тонкодисперсного проката.

При изотермической выдержке в об- ласти температур наименьшей устойчивости аустенита 730-760 С превращение аустенитб в перлит происходит при постоянной температуре, что повышает уровень и равномерность пластических свойств металла. При температуре ниже 730 С происходит распад аустенита по промежуточному механизму с образованием структуры, обладающей пониженной пластичностью, при температуре выше 760ОС образуется грубая перлитная структура.

$$

Охлаждение до температуры 480-580 С после перлитного превращения и последующий нагрев прсизводятся для обеспеУвеличение скорости охлаждения при температуре ниже 600-650 С предусмотрено потому, что выше 650 С еще имеют место явления распада остаточного аустенита и коагуляции карбидов, ниже 600 С эти явления не происходят.

При скорости охлаждения выше 80 С/ч увеличиваются внутренние напряжения

s металле, скорость ниже 40ОС/ч снижает производительность термических средств. Существенное изменение объема быстрорежущей стали имеет место при охлаждении до 250-200 С. Скорость охлаждения при температуре ниже 2001 не имеет большого значения в связи с тем, что изменение объема стали и остаточные напряжения, образующиеся при быстром охлаждении ниже 200 С, незначительны.

Все приемы, проводимые при предлагаемом способе термической обработки, способствуют получению высокйх пластических свойств, увеличению вязкости, уменьшению обрывности при волочении и позволяют производить заготовки для инструмента методом холодной штамповки вместо обработки резанием.

Пример 1. Садку бунтов горячекатаного подката диаметром 8 мм из стали Р6И5 массой 0,8 т после прокатки перед волочением отжигают в электэ - 9964 рической колпаковой печи ОКБ-4026 по режиму: нагрев до температуры 850 С, выдержка 4 ч, охлаждение со скоростью

20 С/мин (под муфелем с поднятым колваком) до 700 С, подогрев и изотерми- g ческая выдержка при 740 С в течение

6 ч, охлаждение со скоростью 10 C/мин (под муфелем с поднятым колпаком) до температуры 480 С, подогрев и изотермическвя выдержка при 750 С 2 ч, ох-. в лаждение со скоростью 30 С/ч (с выключенной печью) до температуры 640 С, охлаждение со скоростью 80вС/ч (под муфелем .со снятым. колпаком) до .200 С, затем на воздухе. Ю

П р и и е р 2. Садку горячекатаного подката диаметром 8 мм из стали

Р6И5 массой 1,0 т после прокатки-пе. ред воломением отжигают в электричес". л

6 -, ИПа d;,3 V,.Ф НВ

ИПа

Способ обработки

Предложенный способ.

337,3

22,8

38,1

225 пример 1 пример 2

Прототип

332,4

778,7

23,0 36,6

10-12 19-25 225

441,5

470 9 до 840-860вС, выдержку, охлаждение до 730-750 С, выдержку, охлаждение и карбидный отпуск при 730-750 С, о тл и ч а ю шийся тем,. что, с целью повышения пластичности за счет полу-., чения равномерной тонкодисперсной структуры, после выдержки при 840860оС производят подстуживание со скоростью 20-60 С/мин -до температуры

650-700 С с последующим ускоренным нагревом до 730-760 С, после выдержки при этой температуре производят подстуживание до 480-580 С с последующим нагревом до температуры карбидного отпуска, охлаждение после отпус" ка производят со скоростью 20-40 C/u до 600-6500вС и со скоростью 40-80 C/÷ до 200-250 С.

Формула изобретения

В результате проведения отжигов по предлагаемому способу предел теку-: чести металла снижается в 1,3-1,4 раза, относительное удлинение повышает- 1 ся в 4,1 раза и относительное сужение повышается в 1,6-2,0 раза. Способ позволяет снизить трудоемкость передела и расходные коэффициенты при во" лочении быстрорежущих сталей и перейти на холодную штамповку заготовок для инструмента, что увеличивает выход годного при производстве инструмента.

Способ термической обработки быст. рорежущей стали, включающий нагрев

76 4 кой колпаковой печи ОКБ"4042 по режи" му: нагрев до температуры 850вС, выдержка 4 ч, охлаждение: со скоростью

40оC/ìèí (под муфелем с поднятым кол": паком) до 6 }О С, подогрев и иэотермическая выдержка при 730 С в течение

6 ч, охлаждение со. скоростью 20 С/мин (под муфелем с поднятым колпаком) до температуры 500 С, подогрев и изотермическая выдержка при 750 С 2 ч, охлаждение со скоростью 30 С/ч (с вы" ключенной печью) до температуры 640 охлаждение со скоростью 80 С/ч (под муфелем со снятым колпаком) до 250 С, затем на воздухе.

Результаты сравйения механических свойств по предлагаемому способу и способу-прототипу приведены .в табли-< це.

7 996476 8 стали. M., Металлургиздат, 1955, с. 111.

2. Геллер Ю.A. Инструментальные

1. Доронин В.М. Термическая обра- стали. М., "Металлургия", 1975, ботка углеродистой и легированной з с. 423-425.

Составитель P. Клыкова

Редактор Л. Повхан Техред Л.Пекарь Корректор М. Демчик

Заказ 847/39 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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