Способ термообработки сталей

 

Изобретение относится к термообработке сталей, преимущественно среднеуглеродистых комплексно-легированных , используемых для изготовления прессового инструмента, работающего в термоциклическом режиме. Целью изобретения является повьшение прочности, твердости и теплостойкости стали. Изделия из среднеуглеродистых комплекснолегированных сталей подвергают закалке,.отпуску и термомеханическому нагружению в течение 150-200 циклов кратковременного нагрева и охлаяодения в интервале температур ЗОО-бОО С при нагрузке 100- 200 МПа, растягивающей на стадии нагрева и сжимающей на стадии охлаждения . Циклическое термомеханическое нагружение по предлагаемому режиму повышает предел прочности на растяжение стали 4ХЗВМФ до 1570-1620 (), 1030-1060 (650°С) МПа, твердость (HRC) до 43-46 ед. и теплостойкость (HRC при 20 С после отжига в течение 4 ч при ) до 41-42 ед. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

ÄÄSUÄÄ 1323589

А1 (51)4 С 21 D 1/78, 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3873257/31-02 (22) 21.03.85 (46) 15,07.87. Бюл. У 26 (71) Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева (72) А.И.Иванов, А.И.Климашина и Т.В,Тетюева (53) 621.785(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1013499, кл. С 2 t D 1/78, 1981, Авторское свидетельство СССР

В 812936, кл. С 21 D 1/78, 1979. (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ СТАЛЕЙ (5?) Изобретение относится к термообработке сталей, преимущественно среднеуглеродистых комплексно-легированных, используемых для изготовления прессового инструмента, работающего в термоциклическом режиме.

Целью изобретения является повышение прочности, твердости и теплостойкости стали. Иэделия из среднеуглеродистых комплекснолегированных сталей подвергают закалке, отпуску и термомеханическому нагружению в течение

150-200 циклов кратковременного нагрева и охлаждения в интервале температур 300-600 С при нагрузке 100200 МПа, растягивающей на стадии нагрева и сжимающей на стадии охлаждения. Циклическое термомеханическое нагружение по предлагаемому режиму повышает предел прочности на растяжение стали 4ХЗВМФ до 1570-1620 (20 С), 1030-1060 (650 С) МПа, твердость (HRC) до 43-46 ед. и теплостойкость ф (НЕС при 20 С после отжига в течение 4 ч при 650 С) до 41-42 ед.

1 табл.

3589 2 осуществляют на установке УТМ-1, В момент приложения растягивающей нагрузки начинается нагрев образца, осуществляемый прямым пропусканием тока, при приложении сжимающей нагрузки нагрев прекращается и образец охлаждается сжатым воздухом. Общая длительность цикла 12,5 с, из них стадия нагрева 5,1 с стадия охлаж10 дения 7,4 с. Термомеханическое нагружение изделий (матриц горячих штампов) осуществляют нагретым пуансоном.

Деформация образцов при циклическом термомеханическом нагружении составляет 1,0-1,25Х.

По известному способу циклическое термомеханическое нагружение проводилось в течение 50 циклов в интервале температур 480-760 С при нагрузке

20 120 МПа.

Параметры циклического термомеханического нагружения по предлагаемому и известному способам, а также свойства стали после термообработки приведены в таблице.

Теплостойкость стели оценивалась

О по ее твердости при 20 С после отжига в течение 4 ч при 650 С.

Как следует из приведенных в таблице данных„ предлагаемый способ термообработки сталей обеспечивает по сравнению с известным повышение предела прочности на растяжение на

44-51Х твердости на 13-21Х и тепло35 стойкости на 105-110Х.

1 132

Изобретение относится к машиностроению, в частности к термообработке сталей, преимущественно среднеуглеродистых комплексно-легированных, используемых для изготовления прессового инструмента, работающего в термоциклическом режиме.

Цель изобретения — повышение прочности, твердости и теплостойкости стали.

Термомеханическое нагружение по предлагаемому способу, осуществляемое в течение 150-200 циклов кратковременным нагревом и охлаждением в интервале температур 300-600 С при на.грузке 100"200 МПа, растягивающей на стадии нагрева и сжимающей на стадии охлаждения, обеспечивает образование большого количества равномерно расположенных дислокаций и мелкоблочной структуры, на границах которой

1выделяются карбиды ванадия. Мелкодисперсные карбиды ванадия упрочняют сталь и не склонны к коагуляции как при длительных нагревах, так и при термоциклах. Обладая своиством растворять в себе большое количество атомов молибдена и хрома, они предотвращают выделение самостоятельных карбидов этих элементов, склонных к коагуляции в процессе эксплуатации, что приводит к разупрочнению стали при работе горячих штампов. Предлагаемый способ термообработки сталей, обеспечивая выделение мелкодисперсных частиц карбидов ванадия, позволяет затормозить развитие рекристаллизационных процессов и тем самым повысить термическую стабильность стали.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Образцы, изготовленные из стали

4ХЗВМФ, перед циклическим термомеханическим нагружением подвергают закалке в масло с температуры 1150 С о и отпуску при 200 С в течение 2 ч.

Циклическое термомеханическое нагружение осуществляют в течение 150200 циклов кратковременного нагрева и. охлаждения в интервале температур

300-600 С при нагрузке 100-200 МПа, растягивающей на стадии нагрева и сжимающей на стадии охлаждения. Термомеханическое нагружение образцов

Формула и з о б р е т е н и я

Способ термообработки сталей, 40 преимущественно среднеуглеродистых комплексно-легированных, включающий закалку, отпуск и циклическое термомеханическое нагружение, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью 5 повышения прочности, твердости и теплостойкости стали, термомеханическое нагружение осуществляют в течение 150-200 циклов кратковременным нагревом и охлаждением в интервале

50 температур 300-600 С при нагрузке

100-200 МПа, при этом на стадии нагрева прикладывают растягивающие, а не стадии охлаждения - сжимающие нагрузки.

1323589 о о

Д л

ЦЭ

1- Х х э о х о л

° » л

» л

1 X

I э

1 f

ad о

О о

И

О о

1! I

О о с о

Щ

1 О

I

1- — — 4

I

I

1

1 О

I o с 1

I х

1»

cd

Е»

v сс!

М

1»

О

)х о

N о ь

О1 о

1 х о

Ц о о

Х о о л

cd

И з ad а р

1.1

1 о с» сб 1

Ф 1

Э 1 а I (-» 1

ad 1 х

1

-4 — — б и

Э с», »В ф

43 х

Е»

И о т

fo

lD о

О о х с) X а а

1,!»

1 х

Х

Е» о с5 а о о

X а

Э

v о х

1 о

Х

Э х х ф ! с

Э

X о

Е а

Э

Е о с» о

QJ I

1 Ы A 1

»Х М Ci 1 оХ в

1- Х

v ц

Ос1ЭЭ

1 f» с 1

Г о О» 1

diOOad

1 х 1

1 1-» М

Π——

» — — — -»

А ° 1

tt 1

v e о 1 (1 ао 1 э Ф 1

Р\Ж 1

l 1-» 1

1 — — — -»

С3

ad Х х а

И л х л о э

О Х и х

Э

k(E» а ad и а

» — — — — 1

I М 1

I Х 1 о х

I Оai 1 л 1

Р й! 3

f» I Id I

1! О

 — 1» с»4» — сч о о о

О а М о о о

o o o сч о гО О о an o

an r o г»» о о о

o an o

»» с»,! о о о о î о с ъ м с 1 о о о о о о о о

Г О о

o o о с1

CV O о о

»Г\ сГ1 о о е в сч сч о о о а

О О м о о

СО о саа о о о о О о о сО сЧ о о о о с 1 м о о о о О О о о

° — см о о о о е сч а л

an o сч сч

» о о

an an о о о о м м о о о о

»О»О о

И о

5 х

3С

Е» о

ad

О

1О

О о

X а

Cl

ad 2

Ю о э

v в о э

L а О И о э с»

Э

cd д Г» (d

o g эа х и

Ф

QJ (б