Способ предварительной термической обработки поковок из высоколегированных конструкционных сталей мартенситного класса

 

Изобретение относится к термической обработке, в частности к способам противо4шюсовой обработки поковок из высоколегированных конструкционных сталей с особо устойчивым аустенитом. Цель - уменьшение длительности и энергоемкости обработки . После нагрева и пластической деформации ковкой осуществляют охлаждение поковки с температуры конца ковки до 550-600 С с изотермической вьщержкой при этой температуре в течение 4,2-7,2 мин на 1 мм сечения с последующим окончательным охлаждением со скоростью 150-250 С/ч. 2 ил., 1 табл. с С/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 21 D 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984569/31-02 (22) 02.12.85 (46) 15.07.87. Бюл. У 26 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.А.Обищенко, В.Н.Перетятько и Ю.И.Кузь (53) 621.785.79 (088.8) (56) Металловедение и термическая обработка стали. — Справочник в 3 т./

Под ред. M.Ë.Борнштейна, А.Г.Рахштадта. М.: Металлургия, 1983, т. 3, с. 31. (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОКОВОК ИЗ ВЫСОКОЛЕГИP0BAHHbIX КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА (57) Изобретение относится к термической обработке, в частности к способам противофлюсовой обработки поковок из высоколегированных конструкционных сталей с особо устойчивым аустенитом. Цель — уменьшение длительности и энергоемкости обработки. После нагрева и пластической деформации ковкой осуществляют охлаждение поковки с температуры конца ковки до 550-600 С с изотермичес4 кой выдержкой при этой температуре в течение 4,2-7,2 мин на 1 мм сечения с последующим окончательным охлаждением со скоростью 150-250 С/ч.

2 ил., 1 табл.

1323582 выпокосум1

Изобретение относится к термической обработке, в частности к способам противофлокенной обработки поковок из высоколегированных сталей с особо устойчивым аустенитом.

Цель изобретения — уменьшение длительности и энергоемкости обработки.

На фиг. 1 показан график известного режима; на фиг.2 — то же, предлагаемого режима.

Способ осуществляют следующим образом.

Термической обработке подвергали цилиндрические образцы диаметром

20 и высотой 30 мм из стали 18Х2И4МА, для которой Ар = 800 С, Ар„= 700 С.

Образцы нагревали до 1100 10 С в лабораторной камерной печи СУОЛ-0,251/

/12-1М1, выдерживали 7 мин и деформировали осадкой на прессе П-50. Затем деформированные образцы переносили в лабораторную камерную печь

СНОЛ 1.6.2.51/9-1ИЗ, температура которой соответственно составляла

550-600 С, где производилась изотермическая выдержка с последующим регулируемым охлаждением со скоростью

У = 150-250 C/÷.

С целью изучения кинетики изотермического распада и времени завершения перлитного превращения переохлажденного аустенита после деформации осуществляли выдержку при

580 С в интервапе 30-160 мин с фиксированием структуры закалкой по истечении каждых 30 мин. Для получения сравнительных данных проводили обработку образцов по известному режиму — охлаждение с температуры конца деформации с печью до 200 С, выдержка 0,9 мин на 1 мм сечения, высокий отпуск 650 С в течение 2 ч, охлаждение с печью до 400 С, далее на воздухе. Дополнительно в качестве сравнительных примеров опробовали режимы с температурами изотермической выдержки вьппе и ниже оптимальной и охлаждение со скоростями, выходящими за граничные пределы предлагаемого интервала.

Во всех девяти вариантах после охлаждения с температур изотермической выдержки степень распада аустенита контролировали по микроструктуре и твердости. Полученные результаты испытаний сведены в таблицу, Иэ таблицы видно, что длительность процесса по предлагаемому варианту значительно меньше эа счет исключения ряда операций, присущих известному способу. Варьирование температурами иэотермической вьдержки и скоростями охлаждения в пределах предлагаемых интервалов обеспечивают распад переохлажденного аустенита на

10 феррито-карбидную смесь, но время процесса несколько увеличивается за счет увеличения времени завершения перлитного превращения. Превьппение верхних пределов предлагаемых интервалов температуры иэотермической выдержки и скорости охлаждения сокращает длительность процесса, однако повьпненная скорость охлаждения, в частности при увеличении сечения, может привести к трещинообраэованию. Выход за нижние границы предлагаемых температурных и скоростных интервалов удлиняет технологический процесс и не обеспечивает получение однородной феррито-карбидной структуры.

Достижение поставленной цели на поковке диаметром 300 мм подтверждается следующим образом. На фиг.1 и 2 приведены схемы сравниваемых процес 0 сов, где приняты следующие обозначения этапов:

I — этап накопления садки, длительность одинакова в сравниваемых процессах;

II — охлаждение (V = 50 С/час);

III — выдержка (0,9 мин на 1 сечения);

IV — нагрев (100 С/ч);

40 V — иэотермическая выдержка (4,2-7,2 мин/мм сечения);

VI — охлаждение с печью (V =

500С/ч);

VII — внепечное охлаждение.

Из сравнения схем видно, что игрьпп во времени для одинаковых вок и оборудования представляет му длительностей этапов:

» г» г

50 а =lll + ° ш + Iv+ivl

Для поковок сечением 300 мм:

600 С вЂ” 200 С

Ь вЂ” — — — — — — — — 8 ч

55 50 С/ч ц, = 0,9 мин/мм 300 мм = 270 мин=

=-4,5 ч;

1323582

620 С вЂ” 200 С

100 С/ч

Способ обработки

Длительность операции

Иикрострукту- Твера дость

Режим обработки

Известный

После закалки — мартенснт

Перлит + феррит + бейнит дение

1 ч 20 мин — охлаждение

14 ч 20 мин

Предлагаемый

Зернистый перлит + феррит лаждение

5 ч.30 мин

30 ;> = 6 ч 36 мин — 11001 10 С, вы"9

Феррит + частично сферо620 С вЂ” 400 С ч 50 С/« — 4,4 ч; i = 8+ 4,5+4,2+4,4 = 21,1 ч.

Из сравнения схем на фиг.1 и 2 следует, что по энергозатратам процессы отличаются только по количеству тепла, необходимого для реализации этапов III (поддержание температуры садки на уровне 200 С) и IU (нагрев с 200 С до температуры изотермической выдержки), так как они исключены из предлагаемого режима, этапы I u V no энергоемкости идентичны, а этапы II u VI не требуют . затрат энергии (охлаждение). Таким образом, эффект экономии энергии

1100110 С, выдержка, t = 1000 С, посадка в печь с

=600 С, охлаждение с печью с V = 100 C/ч до 200 С, выдержка, нагрев с V = 100 С/ч до 620 С, выдержка, охлаждение с печью с V = 100 С/ч до 400 С, охлаждение на воздухе с V =

320 С/ч. — 1100110 С, выдержка, t „ = 1000 С, посадка в печь с

600 С, изотермическая выдержка, охлаждение с V = 180 С/ч равен энергозатратам на этапах III и IV.

Формула изобретения

Способ предварительной термической обработки поковок из высоколегированных конструкционных сталей мар—

Ь тенситного класса, преимущественно с особо устойчивым аустенитом, включаю10 щий нагрев, ковку, охлаждение в печи с температуры конца ковки до 550о

600 С, изотермическую выдержку 4,27,2 мин на 1 мм сечения и.окончательное охлаждение, о т л и ч а ю щ и й15 с я тем, что, с целью уменьшения длительности и энергоемкости обработки, изотермическую выдержку проводят непосредственно после охлаждения поковок с температуры конца ковки, а

20 ркончательное охлаждение осуществляют со скоростью 150-250ОС/ч.

37 10 мин — нагрев

7 мин — выдержка

1мин — деформация

4 час — охлаждение

i8 мин — выдержка

29 4 ч.12 мин — нагрев

2 ч — выдержка

2 ч. 12 мин — охлаж28 10 мин — нагрев

7 мин — выдержка

1мин — деформация

2 ч — выдержка

3 ч.12 мин — ох1323582

Продолжение таблицы

1000 С, посадка в печь с t = 580 С, изотермическая выдержка 2,6 ч, охлаждение с V = 150 С/ч. идизированньж цементит

1100 10 С, выдержка 7 мин tк.9

1000 С, посадка в печь с t = 550 С, изотермическая выдержка 3,5 ч, охлаждений с V = 250 С/ч.

Перлит + фер- 31 рит

6 ч

Опыт нь и — 1100110 С, выдержка 7 мин, — 1000 С, посадка в печь с t = 680 С, изотермическая выдержка

3 ч, охлаждение с

V = 320 С/ч

Феррит + пер- 32 лит + мартенсит

;т = 5 ч 24 мин

1100 110 С, выдержка 7 мин, t >= — 1000С, посадка в печь с С 500 С, изотермическая вы держка 3 ч, охлаждение с V = 100 С/ч.

Бейнит + фер- 34,5 0 = 8 ч 6 мин рит + перлит

П р и м е ч а н и е. t> температура нагрева, „ — температура конца деформации (ковки).

1323582

Составитель В.Китайский

Техред К.Попович Корректор Н. Король

Редактор М. Недолуженко

Заказ 2933/30

Тираа 549

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производства нно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4