Способ сфероидизирующего отжига среднеуглеродистых сталей для холодной высадки

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке проката, и может быть использовано для изготовления крепежа и других деталей методом холодной высадки. Цель - повышение производительности процесса за счет ускорения сфероидизации. Сталь нагревают до температуры 700-720 С, выдерживают в течен11 е 30-35 мин, затем нагревают до температуры 755-765 С и выдерживают в течение 20-25 мин. Охлаждают стзтенчато с выдержками при температуре 730-740°С в течение 15-20 мин и при температуре 710-720 С в течение 80-100 мин. Окончательное охпаждение осуществляют на воздухе. 1 табл. g (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ИХ

РЕСПУБЛИК

0% O!) 12111 А1 (5у 4 С 21 D 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 3810123/22-02 (22) 06.11.84 (46) 23.05.ф7. Бюл. Ф 19 (71) Институт черной металлургии (72) В.К.Бабич, В.В.Парусов, С.А.Федорова, Л.В.Подобедов и В.Ю.Полуэктов (53) 621.785.79(088.9) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 753912, кл. С 21 Э 1/78, 1978. (54) СПОСОБ СФЕРОИДИЗИРУЮЩЕГО ОТЖИГА

СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термнческой обработке проката, и может быть использовано для изготовления крепежа и других деталей методом холодной высадки. Цель — повышение производительности процесса за счет ускорения сфероидизации. Сталь нагревают до

d температуры 700-720 С, выдерживают в теченйе 30-35 мин, затем нагревают до температуры 755" 765 С и выдерживают в течение 20-25 мин. Охлаждают ступенчато с выдержками при температуре 730-740 С в течение 15-20 мин о и при температуре 710-720 С в течение 80-l00 мин. Окончательное охлаждение осуществляют на воздухе. 1 табл.

1312111

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке проката, и может быть использовано для изготовления крепежа и других деталей методом холодной высадки.

Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет ускорения сфероидизации.

Выдержку при 700-720 С в процессе нагрева производят с целью ускорения последующей сфероидизации цементита.

Ускорение достигается благодаря тому, что при этой температуре происходит деление пластин цементита на более мелкие части — подпластины. Если вы0 держку производить ниже 700 С, то этот процесс происходит значительно медленнее, что удлиняет весь процесс о отжига. При выдержке выше 720 С наряду с делением цементитных пластин происходит частичное перераспределе— ние цементита с образованием пленочных выделений на границах зерен фер25 рита, которые в последствии не сфероидизируются в течение десятков часов.

Поэтому выдержку в интервале темперао тур 700-720 С выбирают как наиболее технологичную. При этом, если время выдержки менее 30 мин, деление пластин на части не происходит во всем объеме металла и не обеспечивается ускорение последующей сфероидизации.

При выдержке продолжительностью более 35 мин начинается выделение пленочного цементита на границах зерен феррита, что также затрудняет процесс сфероидизации и удлиняет продолжительность отжига ° При 720-700 С, выдержке продолжительностью 30-35 мин происходит равномерное деление пла"тин на части, что способствует ускорению сфероидизации цементита и сокращению процесса отжига в целом. 45

После отжига обеспечивается образо— ванне равномерной структуры зернистого перлита.

Хотя выдержка в процессе нагрева при 700-720 С способствует делению о пластин цементита на части, сфероидизация быстрее протекает после кратковременного нагрева и выдержки в межкритическом интервале температур. Это обусловлено тем, что при этих температурах происходит превращение перлита в аустенит. Так как нагрев и выдержка кратковременны, это превращение не идет до конца. В микроструктуре стали наряду с избыточным ферритом и аустенитом остаются недорастворившиеся включения цементита. Так как в первую очередь i растворяются в аустените выступающие участки и кромки подпластин цементита, падпластины приобретают форму, близкую к равноосной. Если сталь с подобной микроструктурой переохладить ниже эфтектоидной температуры и выдерживать, то эвтектоидный распад происходит по анормальному меха- . низму с выделением эвтектоидного цементита на поверхности имеющихся включений, в результате чего формируется структура зернистого перлита.

Сфероидизация значительно ускоряется, если после выдержки в процессе нагрева при 700-720 С нагрев и выдержку в межкритическом интверале . ведут при 755-765 С в течение 2025 мин, а затем в процессе охлаждения проводят промежуточную выдержку о при 730-740 С в течение 15-20 мин. о

При нагреве до 755-765 и выдержке продолжительностью 20-25 мин заканчивается деление пластин цементитана части и начинается их интенсивное о растворение. Ниже 755 С этот процесс происходит значительно медленнее и даже в течение 45 мин не обеспечивает необходимую степень растворения о цементитных частиц, а выше 765 С цементит растворяется настолько быстро, что уже при выдержке 10 мин большая часть его переходит в аустенит и влияние предыдущей обработки на сфероидизацию при субкритической температуре нивелируется. о

Нагрев и выдержка при 755 — 765 С хотя и способствуют ускорению начала превращения перлита в аустенит, но не обеспечивают равномерность протекания этого процесса в объеме металла. При увеличении продолжительности выдержки (более 25 мин) в отдельных участках матрицы цементит растворяется полностью, что также нивелирует влияние предварительной обработки на субкритическую сфероидизацию. Значительное ускорение сфероидизации достигается только в том случае, когда после нагрева и выдержки при 755о

765 С в течение 20-25 мин в процессе последующего охлаждения проводят проо межуточную выдержку при 730-740 С.

Это обусловлено тем, что после резкого ускорения начатой стадии раст1312111 лице.

Температура, С

Продолжительность сфероидизирующего отжига, мин (ч) Время, мин

Опыт

Выдержка при нагреве

Выдержка в межкритическом интервале

Предлагаемый

355 (5,9) 700

150

100

730

700

175 (3) 715

735

758

710

160 (2, 52) 720

740

765

720

145 (2,49) 725

120

750

780

292 (4,9) 330-450 (5,5-7,5) 680-690

740-760 .

Известный

300-420

10-30 ворения частиц цементита при 755765 С последующее превращение перо лита в аустенит при 730-740 С протео кает более плавно и равномерно, процесс легко регулируется ° После выдержки 15-20 мин обеспечивается необходимая степень растворения цементитных частиц, обеспечивающая сохранение их числа и глобулярную форму. о

При выдержке ниже 730 С вблизи температуры эвтектоидного равновесия о (727 С) выделение аустенита и соответственно растворение цементита происходят очень медленно, а несколько ниже эвтектоидной температуры, нао пример при 725 С, очень медленно происходит эвтектоидный распад аустенита. Если температура промежуточной о выдержки выше 740 С, ускоряется растворение цементита и увеличивается не— равномерность процесса растворения, что приводит при выдержке 12 мин к почти полному растворению цементита и к тому, что влияние комплекса предшествующих операций нивелируется.

После выдержки в процессе нагрева при 700-720 С продолжительностью 30о

35 мин, дальнейшего нагрева и выдерж— ки в межкритическом интервале температур при 755-765 С в течение 1520 мин и последующего охлаждения с о промежуточной выдержкой при 730-740 С в течение 15-20 мин сфероидизирующий о отжиг при 710-720 С завершается за

80-100 мин, в зависимости от температуры нагрева и времени выдержки на предыдущих стадиях.

10 Пример. Опробование предлагаемого способа проводят в условиях завода. Подкат стали 35 селект сечением 23 мм помещают в проходную роO ликовую печь с температурой 710 С, 15 выдерживают при этой температуре в течение 32 мин, затем перемещают в о зону печи с температурой 758 С, при которой выдерживают 18 мин и охлаждают. В процессе охлаждения проводят о

20 выдержку при 735 С в течение 18 мин, о а затем вторую выдержку при 715 С продолжительностью 90 мин и далее охлаждают на воздухе. Таким же образом обрабатывают сталь 10 других се25 чений.

Результаты опытов приведены в табПромежуточ- Вторая выкая выдерж- держка при ка при ох- охлаждении лаждении

131

Составитель В. Китайский

Редактор Н.Гунько Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 1936/24

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа сфероидиэирующего отжига среднеуглеродистых сталей для холодной высадки позволит сократить время отжига до 3 ч вместо

7,5 ч по известному, повысить производительность процесса в 2,5 раза и получать структуру зернистого перлита в стали для холодной высадки при меньших затратах.

Формула изобретения

Способ сфероидизирующего отжига среднеуглеродистых сталей для холод2111 6 ной высадки, включающий нагрев до

755-760 С, выдержку в течение 2025 мин и ступенчатое охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет ускорения сфероиди.зации, при нагреве осуществляют проо межуточную выдержку при 700-720 С в течение 30-35 мин, а ступенчатое ох-!

О лаждение проводят с выдержками .при

730-740 С в течение 15-20 мин и при

710-720 С в течение 80-100 мин с последующим охлаждением на воздухе.