Способ термической обработки стальных изделий
Изобретение относится к машиностроению , конкретно к термической обработке стальных изделий, преимущественно крупногабаритного инструмента из эвтектоидных легированных сталей. Способ включает предварительную аустёнитизацию до температур , не превышающий критическую точку Асм. охлаждение с выдержкой в расплаве солей при 400-550°С, последующую закалку и отпуск. Способ позволяет расширить технологические возможности при термической обработке инструмента за счет расширения температурного интервала нагрева под закалку, что обусловлено сохранением структурно-свободных карбидов в результате предварительной аустенитизации от предлагаемых температур. 1 табл.
СО!ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю 6д (л Сд (21) 4805767/02 (22) 26.03.90 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.А.Баранов, В.И.Алимов, С.В.Жук и И.B.Ìèøèí (53) 621.785.79(088.8) (56) Геллер fO.А. Инструментальные стали.. М.: Металлургия, 1983, с.526. Авторское свидетельство СССР N1488323,,кл. С 21 В 1/78, 9/52,.1987. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, конкретно к термической обработке Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использо-. вано при обработке инструмента, преимущественно крупногабаритного . из эвтектоидных легированных сталей. Известныи способы термической обработки высокоуглеродистых сталей, в том числе эаэвтектоидных, включающее нагрев под закалку до температур выше А«, закалку в воде или масле и средний отпуск. Такой обработкой обеспечивается получение.физико-механических свойств, характеризующихся высокими значениями прочности, но малой пластичностью и ударной вязкостью. Наиболее близким к предлагаемому является способ термической обработки изделий преимущественно иэ высокоуглеродистых сталей, включающий закалку и отпуск, причем перед закалкой изделия подвергают нагреву до температур полной „„5Ц „„1723153 А1 стальных изделий, преимущественно крупногабаритного инструмента из эвтектоидных легированных сталей. Способ включает :предварительную аустенитизацию до температур, не превышающих критическую точку А м. охлаждение с выдержкой в расплаве солей при 400-550" С, последующую закалку и отпуск. Способ позволяет расширить технологические возможности при термической обработке. инструмента за счет расширения температурного интервала нагрева под закалку, что обусловлено сохранением структурно-свободных карбидов в результате предварительной аустенитизации от предлагаемых температур. 1 табл. аустенитизации и последующей выдержке в расплаве солей при 400-550 С, а закалку осуществляют от температур. A«+(5 25) С, Он позволяет получить сверхмелкое зерно и повышенный комплекс физико-механических свойств в изделиях. Сталь, обработанная. по этому способу, имеет высокие прочностные и пластические характеристики. Недостатком этого способа является то, что предварительный нагрев до температур полной аустенитизации позволяет производить окончательную закалку от температур, лежащих в довольно узком интервале A«+ (5-25) С, что сужает технологические.возможности обработки инструмента. Нагрев дотемпературы вышеуказанной приводит к заметному росту зерна из-за полного растворения карбидов в аустените во время предварительного нагрева стали, снижению ударной вязкости, относительного сужения 1723153 и удлинения. Современные термические печи характеризуются значительной тепловой инерцией, в результате чего трудно обеспечить рекомендуемые в способе-прототипе интервалы температур нагрева и выдержки, Печи типа СНО, СНЗ, например СНЗ6,5,13.4.0/12, рассчитаны на работу с колебаниями температуры (20-25) С, что прйводит к ухудшению свойств в иэделиях. Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет расширения температурного интервала нагрева под закалку, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки изделий, включающему предварительную аустенитизацию с последующей выдер>ккой в расплаве солей при 400 — 550 С, оконча-. тельную закалку и отпуск, предварительную аустенитизацию проводят до температур, .не превышающих температуру точки А«, при сохранении структурно-свободных карбидов. Способ термической обработки, при котором предварительную аустенитизацию проводят до температур, не превышающих А«, позволяет сохранить мелкое -зерно в стали при нагреве под закалку до температуры (Ac1+5 Àcì-5) С, т.е. в более широком интервале. Нерастворившиеся в процессе предварительной аустенитизации структурно-свободные карбиды являются центрами а — у — превращения и одновременно тормозят перемещение границы a - y- перехода. В результате получают мелкое зерно и повышенный, комплекс физико-механических свойств стальных изделий, достигаемый в широком интервале температур закалки, что технологически легче обеспечить; Сущность способа термической обработки стальных изделий, например крупногабаритного инструмента, состоит в следующем. Изделие из эвтектоидных легированных сталей (с содержанием легирующих элементов более 17;) нагревают до температур ниже критической точки А«, выдерживают при этой температуре для получения однородной структуры по сечению, производят выдержку в расплаве солей при 400-550 С до полного завершения распада аустенита для получения дисперсной смеси с межпластиночным расстоянием 0,05-0,5 мкм, включающей карбидную фазу. После этого изделие нагревают до температуры аустенитизации в интервале (Ac1+5-А«5) С, проводят выдержку и осуществляют закалку в воде или масле с последующим отпуском, температура и длительность кото30 35 и образцов на растя>кение. Различие по вре40 50 25 рого выбираются в зависимости от требований, предъявляемых к иэделию. Вследствие того, что предварительную аустенитизацию проводят до температур, не превышающих А«, сохраняющиеся стуктурно-свободными карбиды препятствуют росту зерна при окончательном нагреве под закалку. Это позволяет расширить температурный интервал нагрева до (Асам+5 А«5) С, что расширяет технологические возможности термической обработки инструмента. Пример. Из эвтектоидной стали ХВГ (содержание, мас. >: углерод 1,03, марганец 0,97, кремний 0,3, хром 1,1, вольфрам 1,4 изготовили стандартные образцы для испытания на растяжение и ударную вязкость. Обработку проводили по предлагаемому способу и по способу-прототипу. Образцы нагревали в атмосфере аргона в печи при 790 и 860 С в.течение 12 мин (ударные образцы) и 7 мин (обраэцы на растяжение). Затем их переносили в расплав нитрата натрия и выдерживали до полного завершения распада аустенита, Температура соляной ванны варьировалась от 350 до 610 С, Дальнейшее охлаждение осуществляли на воздухе. Нагрев под закалку проводили в лабораторной печи в атмосфере аргона при 760 и 800 С. Выдер>кка при этих температурах составляла 1 и 0,6 мин для ударных образцов и образцов на растя>кение соответственно, Затем проводили закалку в масле с последующим отпуском при 600 С в. течение 30 и 20 мин для ударных образцов мени отпуска объясняется различным эффективным сечением образцов. Механические свойства образцов, испытанных после различных режимов термической обработки, приведены в таблице Аустенитизация при 790 С(что на 20 С ниже А«) и.изотермическое охлаждение в. расплаве при 400 — 550 С, обеспечивающие сохранение структурно-свободных карбидов, позволяет получить после окончательной закалки и отпуска высокий комплекс физико-механических свойств (режимы 1,2,3,6,7,8,21-26). Температура нагрева под закалку при этом составила 760 и 800 С, что . на 15 С выше Aci и на 10 С ниже А«соответственно, Такая обработка соответствует предлагаемому способу. Ре>кимы 11-20,выполнены с отклонениями от предлагаемых с. превышением температуры предварительной аустенизации (А«+50" С), которая соответствует предлагаемому в прототипе. Последующее охлаждение от этой температуры в расплаве соли в интервале 400-550 С и окончательная закалка от 800 С(Ас1+55 С, что выше пределов температурного интер1723153 высокого комплекса физико-механических своиств. Формула изобретения .Способ термической обработки стальных изделий, преимущественно крупногабаритного инструмента из эвтектоидных легированных сталей, включающий аустенитизацию, охлаждение с выдержкой в расплаве солей при 400-550 С и отпуск, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет расширения температурного интервала нагрева под закалку, аустенитиза- ци ю проводят при температурах А«-Асм. вала по прототипу) обеспечивают пониженный уровень ударной вязкости и пластических характеристик. Изотермическое охлаждение в расплаве при температуре выше 550 С или ниже 400 С ухудшает комплекс физико-механических свойств, в частности несколько снижает предел прочности и ударную вязкость. 10 Таким образом, предлагаемые данные в сравнении с прототипом показывают возможности расширения температурного интервала нагрева под закалку в указанных выше пределах при сохранении достаточно Температура аустенитизации, С Режим, И Относительное удлинение, R.iooa Температура изотермического ох о лаждения,С Относит. сужение, у,3 Темпера" тура нагрева под закалку, ОС Ударная вязкость КСО, дж/смз Временное сопротивление разрыву» Gs y мла 760 790 800 760 860 800 . 800: 800. 745 460 810 790 460 Составитель В.Русаненко Редактор А.Долин1аЧ Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова Заказ 1044 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издателескиа комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.гагарина. 101 2 4 6 .7 9 11 12 13 14 16 17 18 19 21 22 . 23 24 610 400 550. 46о 1872 1865.. 1836 1892 1872 1864 1941 1933 1933 1967 . 1957. 1939 1760 . 1833 1910 2 2 2 г 3 1 2 2 1 1 3. 2 3434 29 32 32 33 29 31 31 32 .32 29 31 23 23 21 23 36 34 34 32 51 52 53 46 47 52 52 54 4 9 5г 42 34 38 41 54. 51 47 46 53 
