Способ термической обработки стальных изделий

 

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нагрев, изотермическую выдержку и охлаждение в залщтной среде, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделий путем уменьшения содержания водорода, нагрев ведут до температуры аустенизации , а изоте1; 4ическую выдержку про водят в процессе охлаждения при 2Ьо400°С . 2.Способ по .п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве защитной среда применяют безокислительную атмосферу. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л иа ч а ю щ и и с я тем, что в качестве защитной среды применяют восстановительную атмосферу.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39) (! I I

4рц С 21 D 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ .и.;-,,- . ;.; ., (21) 3600520/22-02 (22) 03.06.83 (46) 07.05.85. Бюл. У 17 (72) Б. М. Эстрин, О.С. Мнушкин и K.À. Драченин (71) Центральное производственно-техническое предприятие "Центроэнергочермет" (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Морозов A.Í. Водород и азот в стали. М., "Металлургия", 1968, с. 123-127.

2. Мнушкин О.С. и Кольченко О.И.

Влияние водорода на замедленное разрушение стали. — "Физико-химическая механика материалов", 1981, Н 1, с. 24-25.

3. Шуранов С.С. О роли поверхност- но-активных веществ в явлении замедленного разрушения закаленной стали.

Сб. Металловедение. Л., Судпромгиз, 1968, с. 209-219,:вып. 2. (54) (57) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нагрев, иэотермическую выдержку и охлаждение в защитной среде, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения. качества изделий путем уменьшения содержания водорода, нагрев ведут до температуры аустенизации, а изотермическую выдершку про водят в процессе охлаждения при 200400о C.

2. Способ но,п. 1 о т л и ч а юm и и с я тем, что в качестве защитной среды применяют беэокислительную атмос4юру.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и-. ч а ю шийся тем, что в качестве защитной среды применяют восстановительную атмосферу;

115/б 34 7

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выборе технологии термической обработки стали.

Известно, что образование флокенов и трещин при термической обработке связано с наличием диффузионного водорода, наличием напряжений в стали.

Количество диффузионного водорода определяется наряду с другими факто10 рами) и общим содержанием водорода в стали. Поэтому основными методами борьбы с флокенамн и другими нидамн трещин являются снижение уровня напряжений и уменьшение общего содержа- 15 ния водорода.

Известен способ уменьшения содержания нодорода в стали путем длительной изотермической ньдержки (более

70 ч)при температуре ниже Ас, (600- 20

700 С) $1) .

Недостатком способа является его длительность.

Известен способ уменьшения содержания водорода в стали путем ее термической обработки, включающий нагрев стали выше Ас с последующей закалкой и изотермической вьдержкой при 20 С, Количество остаточного водорода постепенно уменьшается по мере 30 увеличения числа закалок (2) .

Однако этот способ не может найти широкого промышленного применения, так как не представляется возможным

Резкое охлаждение до 20 С крупных З изделий, а любая задержка охлаждения при температуре ниже 200 С способо ствует попаданию нодорода в ловушки и делает невозможной его десорбцию, Кроме того, необходима зачистка и 0 возможно образование трещин в изде. лиях при закалке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработ- 4> ки стали, направленный на уменьшение содержания водорода, включающий нагрев до 650 С, изотермическую выдержо ку и охлаждение в вакууме.

В результате такой обработки содержание водорода в стапи уменьшается в зависимости от длительности изотермической выдержки и размеров изделий (3) .

Однако известный способ не обес- 5 печивает требуемого уменьшения содержа ия водорода, что не улучшает качества изделий.

Цепь изобретения — улучшение к»честна изделий путем уменьшеEiiiÿ содержания водорода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки стальных изделий, включающему нагрев, изотермическую ньдержку и охлаждение в защитной среде, нагрев ведут до температуры аустенизации, а изотермическую выдержку проводят в процессе охлаждения при 200-400 С.

При этом в качестве защитной среды применяют безокислительную атмосферу.

Кроме того, в качестве защитной среды применяют восстановительную атмосферу.

При нагреве до температуры аустенизации (выше Ас ) существенно нозрастает растворимость водорода в твердом растворе.. Чем выше температура нагрева, тем быстрее происходит переход водорода из ловушек в твердый раствор.

Ловушками водорода являются, например, границы раздела фаз.

При проведении изотермической о вьдержки при температуре ниже 200 С водород вновь попадает в ловушки, а о при температуре выше 400 С существенно возрастает растворимость водорода в стали.

Проведение изотермической выдержки н безокислительной или восстановительной атмосфере необходимо для того, чтобы окисная пленка не препятствовала выходу водорода из стали.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает возможность применения азотоводородных атмосфер, отказ от применения сложных накуумных печей, значительное упрощение и удешевление способа термической обработки.

П.р и м е р. Проводят термическую обработку обраэцон из стали 18Х2Н4ИА согласно известному способу и предлагаемому, который включает нагрев до 900 С, выдержку 30 мин, охлаждение до температуры изотермической выдержки, выдержку 60 мин, причем нагрев, иэотермическую выдержку и охлаждение ведут в безокислительной, а также в восстановительной атмосфераз е

Результаты влияния состава газовой смеси на содержание водорода приведены в табл.1. Исходное содер11!43 ,8-3, 1) х жанн» водорода н образцах (2 х10

-5

Табли ц а 1

ВосстаБезокислительная атмосфера (5% H +

+95% 11, ) Известный способ

Показатель новительная атмосфе(100% и ) Та блица 2

Количество остаточного

1,5

z0 100

1,2

150

1,0

0 5

200

0,3-0,4 0,3-0,4

0,3

300

Результаты влияния температуры.изотермической выдержки в восстановительной атмосфере на содержание водорода приведены в табл. 2.

Таким образом, предлагаемый способ термической обработки повышает

400

0,4

600

0,2

Составитель И. Липгарт

Редактор О. Бугир Техред Л.Микеш Корректор.А. Тяско

Заказ 2636/25 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 водорода пос- ле обработки, м /кг к х 1(T 0,8-2,0

47 4 качество ctBJlbHllx изпепнй за счет значительного (примерно в дна раза) уменьшения содержания водорода в стали. Кроме того, этот способ позволяет получать изделия с низким содержанием водорода без применения дорогостоящего вакуумного оборудования, что сокращает эксплуатационные расходы.

Температура изо- Содержание водорода термической вы- после обработки, держки, С м /кг х 10