Способ термической обработки стали

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам обработки сталей при подготовке структуры заготовок для холодной деформации. Целью изобретения является повышение предела текучести и ударной вязкости. Способ включает предварительно закалку и быстрый нагрев до Ас<SB POS="POST">3</SB> - 20°С, выдержку, охлаждение до Мн+(20-30)°С, выдержку и окончательное охлаждение. Использование способа позволяет существенно повысить предел текучести, ударную вязкость и упростить технологию термообработки. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (И) (504 С 21 D 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4290287/31-02 (22) 23,06.87 (46) 15.09.89. Бюл. 1(34 (72) А,Л.Бахматов, Б.Г.Сурмило и С.Ф..Щербаков (53) 621,785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(t 943300, кл. С 21 D 1/02, 1982.

Узлов И.Т. Механизм и кинетика превращения аустенита в зернистый перлит МИТОМ, 1980, 1(- 5, с. 54. .(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛИ (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности к термической обработке конструкционной малолегированной стали, преимущественно со средним содержанием углерода, и может быть применено при подготовке структуры штучнйх заготовок машиностроительных деталей под холодную пластическую деформацию.

Цель изобретения — повьппение предела текучести и ударной вязкости. . П р и м.е р. Обработке по предлагаемому способу подвергали образцы диаметром 12 мм из нормализованной стали марок ЗОХ и 40Х, В предлагаемом способе нагрев под предварительную закалку проводят быстрый ()100 С/мин), что увеличивает фазовый наклеп структуры, ее дисперсность, и как следствие, предел текучести стали, Повторным быстрым нагревом мартенсита или бейнита

2 лургии, конкретнее к способам обработки сталей при подготовке структуры заготовок для холодной деформации.

Целью изобретения является повышение предела текучести и ударной вязкости, Способ включает предварительМэ закалку и быстрый нагрев до Ас >—

20 С, выдержку, охлаждение до Мн +

+ (20-30) С, выдержку и окончательное охлаждение, Использование способа позволяет существенно повысить предел текучести, ударную вязкость и упростить технологию термообработки.

1 з.п. ф-лы. 1 табл. до температуры Ас ...Ас — 20 C

С: уменьшают количество старого" феррита до 0-107, а последующим охлаждением в соляной ванне и выдержкой в ней при Мн + 20-30 С.получают струк. туру нижнего бейнита и до )О-20Х

It lI нового феррита. Поскольку нагрев о до Ас>...Ас — 20 С проводят быстрый, упрочнение, полученное за счет первого быстрого нагрева и закалки, наследуется и усиливается бейнитоферритной структурой, полученйой с . аз повторного нагрева и охлаждения в о соляной ванне при Мн + 20-30 С. Так как в структуре стали образуется "новый" феррит, ударная вязкость ее сохраняется на высоком уровне несмотря на высокий ее предел текучести, Таким образом, проведение предварительной закалки с быстрым нагревом и последующего быстрого нагрева до ино тервала температур Ас>...Ас з — 20 С

Режим термообработки G МПа, 6 МПа Ч,7. а„, Дж/см

2 3 4

Предлагаемый

1. Нагрев в свинцовой ванне до 860 С, охлаждение о в селитровой ванне до 380 С (сталь ЗОХ) 360 С (сталь

40Х) выд, 20 мин; охлаждение на воздухе + нагрев в свинцовой ванне о до температуры: 780 С, вьщ. 20 мин — сталь 30Х;

770 С, выд, 20 мин, 3 1507810 в предлагаемом способе увеличивает предел текучести и ударную вязкость стали за счет получения дисперсной бейнито-ферритной (ново -ферритной)

5 структуры.

Конкретные режимы термообрабо тки и данные механических свойств (Г, Яп, g, a„) после обработки стали

1 по предлагаемому способу приведены в таблице. Там же указаны свойства стали после обработки. по способу-прототипу (нагрев в печи до 860 С, охлаждение в селитровой ванне до 380 С, выд. 20 мин, охлаждение на воздухе + 15

+ нагрев в свинцовой ванне до 700 С, выд, 30 мин, охлаждение).

После обработки по известному способу структура стали представляла зернистый перлит 3-4 балла. В предла- 20 гаемом способе получили бейнито-ферритную структуру с мелкодисперсными зернистыми карбидами и с 10-207 "нового" феррита, Анализ результатов механических. испытаний показывает, что при обработке по известному способу получают сталь с низкими по сравнению с предлагаемым способом, пределом текучести и ударной вязкостью.

Предел текучести и ударная вязкость . 30 в предлагаемом способе увеличиваются, например, на стали 40Х соответственно до 1050-1075 МПа и 145-„150 Дж/см, а на стали ЗОХ до 710-715 МПа и

I85 Дж/см, 35

Несмотря на тб, что предел прочности и текучести в предлагаемом способе вьппе, сталь деформируется.как и в известном способе без образования прещин при осадке до степени деформа- g0 ции 5 70Х. По деформируемости известный и предлагаемый способы аналогичны, но в предлагаемом способе предел текучести и ударная вязкость вьппе.

Из анализа табличных данных видно,:, что предлагаемый способ повышает предел текучести и ударную вяэность легированной стали со средним содержанием углерода. Кроме того, проведение предварительной закалки в соляной ванне при температуре Мы + 20-30 С упрощает технологию термообработки эа счет одних и тех же режимов изотермической выдержки при закалке и выдержке при охлаждении и исключает необходимость многократной обработки за счет наследственности.

Формула изобретения

I. Способ термической обработки стали, преимущественно среднеуглеродистой ниэколегированной, включающий нагрев до температуры вьппе Ас выдержку, охлаждение с изотермической выдержкой, повторный нагрев, выдержку, обеспечивающую сохранение мелкодисперсных карбидов, и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения предела текучести и ударной вязкости путем получения бейнито-ферритной структуры, изотермическую выдержку проводят при

Мн + (20-30) С, повторный нагрев о ведут до Ас — (Ac> — 20) С и охлаждение осуществляют с иэотермической выдержкой при температуре выше Мн.

2. Способ по п.I о т л и ч а ю— шийся тем, что охлаждение после повторного нагрева проводят в соляной ванне с изотермической выдержкой при температуре Мн + (20—

30 С).

15078 С.Продол;кение таблицы

Э 4 5 сталь 4ОХ, охлаждение в . селитровой ванне до температуры: сталь ЗОХ:

380 С

390 С

400 С выд. 20 мин, охлаждение на воздухе; сталь 4ОХ

360 С

370 (, 380 С выд, 20 мин,, охлаждение на воздухе 2. Нагрев впечи в IIN-8 до

860 С, охлаждение в селит ровой ванне до ЗЯО С (сталь 30X), 360 С (сталь

40X), выд. 2О мин., .охлаждение на воздухе + наГрев в печи. IIM-8 до температуры:

780 С,выд. 20 мин (сталь ЗО Х), 770 С, выд, 20 мин (сталь 40Х), охлаждение в селитровой ванне до температуры: сталь ЗОХ

380 С

390 С

4ОО С выд. 20 мин, охлаждение на воздухе: сталь 4ОХ

360 С

370 (.

380 (, выд. 20 мин, охлаждение на воздухе

850

186

180

715 70

710 72

685 74

1050

145

1075 67

1050 68

980 70

200

600 70

590 72

535 74

790

172

170

950 70

950 71

900 74

995

Известный

730

110

Сталь ЗОХ

Сталь 4ОХ

550 71

555 67 о

П р и м е ч а н и е. Температуры критических точек, С

Сталь ЗОХ Ас, Ас Ин

74О 8ОО 360 сталь 4ОХ 730 790 340