Способ термической обработки отливок

 

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОТЛИВОК, преимущественно из сталей аустенитно-мартенситного класIn -I ь ,.,,,,.. I са, включающий гомогенизирующий отжиг , закалку, обработку холодом и отпуск, о тли,ч аю щи и с я тем, что, с целью %1овышения прочности стали при сохранении эксплуатадионных свойств поверхностного слоя литых деталей, охлаждение с температуры гомогенизирующего отжига ведут со скоростью 30-150С/ч в интервале 950-650°С, a затем проводят допол-, витальную обработку холодом. 2. Способ по п. 1, отличающ и и с я тем, что обработку холодом ведут при температуре полного мартенситногчэ превращения.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

kUNVH

РЕСПУБЛИН ае Ои

3(Я)С 21 D б 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

k aB TOPCkOMV CBkCCTFJlBCTBV (21 ) 2991846/22-02 (22) 10.10.80

:;(46) 30.04.83. Бюл. Р 16

:(72) B.H. Новиков и Е.A. Кукин (53) 621.785.79(088.8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР ф 276123, кл. С 21 D б/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 411138, кл. С 21 D 1/78, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 926038, кл. С 21 Р 1/78, 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОТЛИВОК, преимущественно из сталей аустенитно-мартенситного класса, включающий гомогенизирующий отжиг, закалку, обработку холодом и отпуск, о т.л,и.ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности стали при сохранении эксплуатаци- онных свойств поверхностного слоя литых деталей, охлаждение с температуры гомогенизирующего отжига ведут со скоростью 30-150 С/ч в интервале

950-650 С, а затем проводят допол-, нительную обработку холодом.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что обработку холодом ведут при температуре полного мартенситного превращения.

1014935

Изобретение относится к изготовлению литых деталей и может быть использовано при термической обработке точных отливок, изготовляемых литьем по выплавляемым моделям из сталей аустенитно-мартенситного класса.

Известен способ термической обработки мартенситных сталей, позволяющий повысить прочность и пластичность в массивных сечениях деталей путем измельчения зерен при много- 10 кратной фазовой перекристаллизации.

Способ включает гомогенизирующий нагрев с 1180-1250 С и многократную закалку с 920-1000 С C1).

Известен способ многократной фа- 15 зовой перекристаллиэации сталей переходного (аустенитно-мартенситного ) класса, осуществляемый путем много кратной закалки с температуры рекристаллиэации стали после фазового наклепа с последующей обработкой холодом после каждой закалки 2). ,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий гомогениэирующий отжиг для уменьшения химической неоднородности, многократную закалку с обработкой холодом после каждой закалки и отСовместное проведение регулируемого охлаждения с температуры гомогенизирующего отжига и последующей обработки холодом особенно эффективно для измельчения зерен в массивных сечениях отливок, имеющих повышенное количество .ликвационного аустенита и исходное крупнокристаллическое строение.

Охлаждение с температуры гомогенизирующего отжига со скоростью более 150ОС/ч не обеспечивает достаточно полного выделения иэ аустенита избыточных фаэ и требуемого повышения точки начала мартенситногЬ превращения. Охлаждение со скоростью менее ЗООC/÷ не целесообразно, так как требует дополнительных материальных затрат,а существенного повышения точки начала мартенситного превращения не наблюдается.

Принципиальное отличие предлагаемого способа термической обработки заключается в том, что требуемое измельчение зерен в отливках достигаетпуск (3).

Недостатком способа термической обработки является ухудшение эксплуатационных свойств поверхностного слоя литых деталей (корроэионной стойкости и вязкости), вызванное вы- 35 горанием легирующих элементов в процессе высокотемпературных .нагревов под закалку. Поэтому в практике терми ческой обработки точных отливок количество высокотемпературных нагревов 40 регламентируется (не более 2-3-х нагревов), что гарантирует высокое качество поверхностного слоя, однако не обеспечивает требуемого измельчения зерен и повышения прочностных 45 свойств в отливках.

Недостаточное иэмельчение зерен в отливках после термообработки по способу с регламентируемым кодичеством высокотемпературных нагревов связано с малой эффективностью использования первого (после гомогенизирующего отжига) нагрева под закалку.

Нагрев под закалку, проводимый непосредственно после охлаждения с тем- 55 пературы отжига, практически не измельчает зерно в сталях переходного класса, так как этот нагрев осуществляется с преимущественно аустенитно- го состояния, т . е. беэ предваритель60 ного фазового наклепа. Таким образом, при нагреве под первую закалку не выполняется необходимое условие рекристаллизационного измельчения зерен - создание предварительного фазового наклепа аустенита за счет мартенситного у превращения.

Цель изобретения — повышение прочности стали при сохранении эксплуатационных свойств поверхностного слоя литых деталей.

Поставленная цель достигается согласно способу термической обработки отливок, преимущественно из сталей аустенитно-мартенситного класса, включающему гомогениэирующий отжиг, закалку, обработку холодом и отпуск, охлаждение с температуры гомогенизирующего отжимна ведут со скоростью 30-150 С/ч в интервале

950-650ОС, а затем проводят дополнительную обработку холодом.

Обработку холодом проводят при температуре полного мартенситного превращения.

Регулируемое охлаждение отливок с температуры гомогенизирующего отжйга со скоростью 30-150ОC/÷ в интервале 950-650 C (в интервале выделения из аустенита избыточных карбидных и интерметаллидных фаз) способствует повышению точки начала мартенситного превращения и дестабилизации ликвационного и остаточного аустенита.

Последующее мартенситное превращение дестабилиэированного аустенита в процессе дополнительной обработки холодом обеспечивает создание предварительного фазового наклепа, необходимого для рекристаллизационного измельчения зерен в процессе нагрева под закалку. Обработку холодом проводят при температуре полного мартенситного превращения, которая для сталей переходного класса составляет, как правило -5 0 — -70 С.

1014935

Иэ ве стным

Обработка отсутствует . 300

300

Предлагаемым

150

В!

30

: Продблжение табЛицы а зерна х(по

- 39-65) Известным.107,5 67,5 23 64 8,5

110 86 20 65 7,5

-2(1) 1,2(3) Предлагаемым

2(3) 115,5 89,5 20 64 7.,5

3,4(5)

3,4(5) 120 101,5 19 65 7., 5 и

21 101 19 63 7 5

ВНИИПИ Заказ 3137/23 Тираж 568 Подписное

Филиал ППП "Патент",. г.ужгород,ул.Проектная,4 ся не путем дополнительного увеличения количества высокотемпературных нагревов (эакалок), ухудшающих эксплуатационные свойства поверхностного слоя литых деталей, а путем дополнительного измельчения зерен уже .в процессе первого нагрева под закалку.

П р и м е.р. Проводят термическую обработку точных отливок, изготовленных литьем но выплавляемям моделям из стали следующего состава, вес.Вг, углерод 0,06;. хром 13,4; никель 6,8у молибден 0,6 железо и примеси остальное.

Режим термической обработки по 15 предлагаемому способу включает -следующие операции: -гомогенизирующий отжиг при 1130ОС 5 ч; охлаждение в интервале 950-650 С со средней скоростью 150! C/÷, 60 С/ч или 30 С/чу, 2О ,.обработку холодом при -70 С 2,5-ч; закалку с 1000 С 2,5 чу обработку холодом при — 70! С 2,5 ч, отпуск при

350 С 2,5 ч. ,Цпя получения сравнительных дан.ных параллельно проводят термическую обработку однотипных отливок той жеплавки по известному способу, отличающемуся рт предлагаемого ускорен-, ным охлаждением с температуры отжига (скорость охлаждения 300 С7ч в"интервале 950-650 С), а также отсутствием обработки холодом после отжига.

Термообработку по известному способу, проводят с однократной или двухкрат- ной закалкой после отжига с последую щей обработкой холодом после каждой закалки.

Сравнительные данные. контроля механических свойств и величины зерна стали в массивных сечениях отливок приведены в таблице. . Kax видно иэ таблицы, термическая обработка по предлагаемому способу повышает прочностные свойства отли.вок без дополнительного увеличения количества высокотемпературных иах

pesos (закалок),т. е. без ухудшения, эксплуатационных свойств.поверхност- ного слоя литых деталей.

Повышение прочностных свойств от-. ливок при сохранении качества поверхностного слоя литых деталей позволяет повысить технико-экономические показатели машин и механизмов вследст.вие улучшения нх весовых характерис- тик.