Способ обработки малоуглеродистых сталей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК у5р С 21 Э 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (211 3389875/22-02 (22) 29.01..82 (46) 30. 06. 83. Бюл. V 24 (721 Л. К. Гордиенко и К. М. Исламкулов (71) Казахский химико-технологический институт (531 621. 785 79 (088. 8) (56) 1. Технология, организация и механизация процессов термической и химико-термической обработки и покрытия металлов. М., НИИинформтяжмаш, . 1975, 13-75-4, с. 1-4.

2. Авторское свидетельство СССР и 177444, кл. С 21 D 8/00, -1963.

„„SU„„1025740 (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий мно" гократную холодную пластическую деформацию с промежуточным старением, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, предварительно производят термоциклирование с нагревом до

Ас + (30-50) С и охлаждением до

Ас - (30 -50) С с последующим азотированием.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что азотирование производят при 550-570 С в течение 1 ч в струе диссоциированного аммиака после подстуживания с температуры Я термоциклирования.

1 1

Изобретение отйосится к машино". строению и может быть использовано при изготовлении деталей взамен высокоуглеродистых и низколегированных сталей.

Известен способ термической обработки изделий из конструкционных сталей, включающий многократный нагрев о до температуры на 30-50 С выше Ас, о и охлаждение на 30-50 С ниже А>, с последующим отпуском P1 j

Однако данный способ не позволяет получить высокую поверхностную твердость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки сталей и сплавов, заключающийся в многократном деформировании на величину площадки текучести с промежуточным деформационным старением между циклами нагружения при температуре ниже температуры начала рекристаллизации (2) .

Однако известный способ не позволяет интенсифицировать повышение прочности эа каждый цикл деформирования из-за сравнительно невысокой скорости накопления дислокаций в функции степени деформации ° Кроме того, этот способ не позволяет дифферен цировать упрочнение поверхностных и внутренних слоев.

Цель изобретения - повышение механических свойств.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу обработки малоуглеродистой стали, включающему многократную холодную пластическую деформацию с промежуточным старением, предварительно производят термоциклирование с íàrревом до Асy + (3050) С и охлаждением до Ас -(3050) С с последующим азотированием.

При этом азотирование производят при 550-570 С в течение 1 ч в струе диссоциированного аммиака после подстуживания с температуры термоцинлирования.

Сочетание термоциклирования, насыщения азота с последующим многократ025740 2 ным деформированием способстует резкому (на 80- l00 ) повышению проч.ности при одновременном повышении уровня пластичности. Повышение прочности и пластичности достигается

5 блокированием подвижных дислокации и формированием ячеистой дислокационной структуры растворенными атомами азота и за счет измельчения зерна.

Пример . Проводят обработку эоготовок из малоуглеродистых сталей

10, 25, 35 диаметром 5 мм и длиной

100 мм. Заготовки предварительно нагревают до 870 С и многократно (2-4 раза) охлаждают на воздухе до

820 С ° После двух" четырехкратного термоциклирования заготовки подвергао ют насыщению азотом при 550-570 С .в струе диссоциируемого аммиака в течение 1 ч.

Насыщение азотом производят после подстуживания образцов с температуо ры термоциклирования до 550 С.

В дальнейшем заготовки подвергают

25 многократной деформации путем растяжения при комнатной температуре со скоростью 5 мм/мин на длину площадки текучести с последующим старением при 100 С в разгруженном состоянии в течение 1 ч после каждого цик- 30 ла деформации.

Количество циклов (деформация плюс старение) 2-3.

По прототипу заготовки подвергают деформации при комнатной температуре растяжением до окончания площадки текучести с промежуточным старением между циклами нагружения при температуре ниже температуры начала рекристаллизации, т ° е. степень деформации 2-3/. Температура деформационного старения 100- 150 С, выдержка не менее 2-3 ч, количество циклов деформация плюс старение) не менее

-б.

Режим обработки по базовому варианту; выдержка в разгруженном состоянии при 450-600 С до 100 ч.

Характеристики механических свойств малоуглеродистых сталей, пополученных предлагаемым и известным способами, приведены в таблице.

1о о

z ь

v

Щ с

Щ

О

Щ

Г

tQ

t)I

Iv о блл

lA л м бЧ м

tl

z

Э

z о а

>) !

Э бtQ

CI!

tQ

Y о

С:

ЪС о

Ь (Иф м

CV

СЧ м

° -г бЧ л! 1

1 1

1 о.о

< ! 1

Ю л

C)

Ю

1 бЧ

И \

Ю бл! I

1 1

1 I

1 о С ! 1 . I

1 1

l l

Ю м

I l

)S з

z о

Э

Ф

)х

2i х

Iо

Э

Ф

C)I

ЛС

Щ О)

9 IQ LD а. хо

Э

tQ

tQ

1.б

Э )Е

Q. 2

С S!

Q с

С(Э )Х а )!

С:

5

Э)S а з

С:

)X .О

Iv

Э

Ф (9

K х о ! о о е о о

v а а

C LQ

: о о с с

S а

Э бЩ т б-.

tQ

Iб.б с

tQ

I(.Э

tQ

1 () Ф

tQ

lo

)Я о

10 о

Э

Y о

Э ь

z

tQ х

Э

Щ

1и

)S о

v

Э

Ъ о

Э ь

S х

fQ х

S х

Q; о

1о о

S о х ь о

CL

C о

Y о

îo

S

S .z

К о

1О о о х о х о х

v х

I ! z Е ! . gt- N

1 х

1 б

I м

1

L !

1 4

1

1 Ц- .

1 L

1 !

l с4 ! ! ю))

1 ! L х

1 ! !

I

l ! !

1

1

I !

1

1025740

1025740

Составитель P. Клыкова

Редактор Ю. Ковач Техред А. Бабинец Корректор Г Решетник

Заказ 4500/20 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Изобретение в сравнении с протоTHhoM обеспечивает резкое повышение прочностных свойств с сохранением высокой пластичности, что значитель но повышает конструктивную прочность малоуглеродистых сталей.

В качестве базового объекта применяется способ механико-термической обработки, который обеспечивает повышение прочностных характеристик при резком снижении пластичности углеродистых сталей до 103.

Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом обеспечивает вы-. сокие значения прочностных свойств (предел прочности, предел текучести) и пластичности (относительное удлинение) в предельно упрочненном состоянии, лучшую обрабатываемость„ сохранение прочностных свойств при нагреве до 450ОС, а также возможность

10 использования малоуглеродистых сталей взамен высокоуглеродистых низколегированных.