Способ обработки заготовок

 

Использование: производство деталей из низколегированных крнетрукционн ых сталей. Сущность изобретения: после горячей пластической деформации, заготовки охлаждают с получением бейнитной структуры . Повторно нагревают до температуры Т 750 + (0,8 -1,2) В, где В - коэффициент, учитывающий влияние химического состава стали на температуру аустенитизацми и охлаждают с получением ферритно-цементитной структуры. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 D 1/02

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2 1) 4841143/02 (22) 19.06;90 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (71) Донецкий политехнический институт

P2) В-.П.Горбатенко, В.Г.Комаров, И.В.Тарэш, В.Я;Левченко, Б.И.Боярченко и

8.Ф.Чубук (56) Термическая обработка в машиностроефи. Справочник под ред.Ю.МЛахтина, А.Г.Рахштадта; М.: Машиностроение. 1980, с. 192. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке изделий из углеродистых и легйрованных сталей, содержащих не болЬеЩ никеля. .Цель изобретения — улучшение обрабафээемости резэнжм зэ счет получения однородной крупнозернистой структуры.

Обставленная цель достигается тем, что в способе обработки заготовок стали, включающем горячую пластическую деформацМо, Охлэлщение, последующий нагрев до тфмпвратур аустенитизации и охлаждение с получением феррито-цементитной структур@, охлаждение после горячей пластической деформации ведут со скоростью, обеспечивэЮщей получеиие бейнитной структуры, а нагрев проводят до температуры Т С, опредфля мой по зависимости т-750+ (01-1.2) В, где 8 — вэличинэ. учитывающая смещением . тфмперэтуры фазовых превращений при нагреве стали под влиянием ее химического "сфстаэа В - 190х(0,8- С)-10x($ Mn+Q Cr)

3бхф й1)+25® $!)+20х(7 Мо+ W+QTI+g V). Ы,, ) 807083 А1

2 (57) Использование: производство деталей из низколегированных конструкционйых сталей, Сущность изобретения: после горячей пластической. деформации, заготовки охлаждают с получением бейнитной структуры. Повторно нагревают до температуры

Т = 750 + {0,8 - 1,2) В, где  — коэффициент, учитывающий влияние химического састава стали на температуру аустенитизации и охлаждают с получением ферритно-цементитной структуры. 1 табл.

Охлаждение для получения бейнитной структуры в горячедеформированной заготовке осуществляют либо. при непрерывном охлаждении, либо в изотермических условиях, Наличие бейнитной структуры стали по всему сечению заготовки i,66åñïå÷èâàáò"éo:. вышение степени однородности структуры не только в деформированных, но и в терми- Оо чески обработанных заготовках. Кроме того, С бейнит наследует от деформированного аустенита повышенную плотность дефектов (, .) кристаллического строения, что оказывает Q() ускоряющее влияние нэ фазовых превраще- () ния при последующем нагреве, Это проявляется в том; что полная фазовая перекристаллизация стали с бейнитной структурой завершится при более низких. температурах по сравнению с процессомэустенитизации стали с феррито-периитной или преимущественно- перлитной структурой. При этом аустенит, образующийся из бейнита с повышенной плотностью дефектов кристаллического строения, будет в значительной степейи их наследовать, что приведет к более быстрому развитию процемов рекристаллизации в нем и получе1807083

Первый член зависимости учитывает степень повышения температуры фазовых превращений с понижением содержания углерода в стали. Остальные коэффициенты учитывают степень и направление воздействия легирующих элементов или примесей на температуру завершения процесса аус55 нию уже при относительно низких температурах достаточно крупного его зерна. При распаде переохлажденного аустенита с крупным зерном формируется достаточно грубая структура стали феррито- цементного типа, обеспечивающая повышение показателей обрэбатываемости резанием, Выбор температуры нагрева при термической обработке, равной

Т = 750+ (0,8-1,2)хВ, обусловлен необходимостью обеспечения полной фазовой перекристаллизации стали.

Здесь 750 С вЂ” экспериментально полученное значение температурй полной фазовойперекристаллизации сплава с исходной бейнитной структурой, обеспечивающей получение достаточно крупного аустенитного зерна, Коэффициент, принятый в пределах 0,81,2, учитываетдопустимые пределы измене- 20 ния величины В. При значениях этого коэффициента менее 0,8 даже при полностью развившемся процессе аустенитизации не успеет завершиться процесс гомогенизации аустенита. В результате пре- 25 вращения аустенита при охлаждении в этом случае может сформироваться частично сфероидизированнэя структура с повышенной долей структурно-свободного феррита, что приведет к ухудшению условий обработ- 30 ки резанием, а в легированных сталях фэзовая перекристаллизация при нагреве может вообще не произойти, Следствием этого будет неудовлетворительная твердость стали и, соответственно, плохая обрэбатываемость резанием.

При значениях указанного коэффициента более 1,2 может произойти черезмерное укрупнение аустенитного зерна и при охлаждении легированных сталей, вследствие 40 повышения устойчивости переохлажденного аустенита, может сформироваться неблагоприятная структура стали, характеризующаяся повышенной твердостью, что увеличит износ металлорежущего 45 инструмента.

Эмпирическая формула для расчета величины В учитывает смещение температуры фазовых превращений под давлением химич еско го состава 8=190x(0,8-% С)- ->0

10х(% Mп+% Сг)-30x(Ni)+25x(% Si)+20x(%

М о+% РР о} -Т .%У ) тенитизации стали с исходной бейнитной структурой, Реализация процесса термической обработки с нагревом до пониженных по сравнению с известными температур обеспечивает улучшение обрабатываемости резанием заготовок, повышает степень однородности структуры стали по сечению, одновременно уменьшив в ней долю феррита, позволяет получить более крупное зерно, сокращает расход металлорежущего инструмента, энергии и жароупорной стали в термических цехах.

Пример, Проводили термическую обработку поковок и штамповокдля деталей сельхозмашин из стали 25ХГТ, содержащей

0 25% М, 1,1% Сг 1,0% Уп. 0 30% Si 0 06%

Tt, 0,025% S, 0,018% P.

Способ осуществляли по следующей схеме: ускоренное охлаждение после-горячей деформации со скоростью, обеспечивающей получение структуры бейнитного типа, последующая нормализация с нагревом до различных температур (см,таблицу).

Суммарное время нагрева и выдержки для заготовок, обработанных по всем режимам, было постоянным и составляло 1,5 ч (расчетная толщина заготовки 50 мм).

Для данного химического состава стали

25ХГТ значение В равно В = t90x(0,8-0,25)-:

10х(1+1,1)+25х(0,3)+20х(0,06) = 92 С.

При этом рекомендуемый интервал времени нагрева составит

Т = 750 + (0,8-1,2)х92 = 825-860 С.

При оценке относительных параметров обрабатываемости резанием при строгании протягиванием за единицу приняты значения, полученные для сравниваемого варианта (режим 1), Результаты исследований, приведенные в таблице, свидетельствуют, что для ре-, комендованного интервала температур нормализации твердость меньше, чем для прототипа, и составляет 163-179 НВ, доля феррита снижается до 40-36,8%, участки перлита укрупняются. Это обеспечивает снижение уровня относительной величйны силы резания при строгании на 15-20%. Обработка по режимам с параметрами, отклоняющимися от заявляемых, приводит к формированию неудовлетворительной структуры, ухудшению обрабатываемости, Формула изобретения

Способ обработки заготовок из стали, преимущественно низколегированной, включающий горячую пластическую деформацию, охлаждение, последующий нагрев до температуры аустенизации и охлаждение с получением ферритно-цементитной структуры, отличающийся тем, что, с целью

1807083. стиТ =750-*0,8-1.2) В, С, где  — величина, учитывающая смещение температуры фазовых превращений при нагреве стали под влиянием ее химического состава.

8 - 190x(0,8-$ С)-10(Ми+ Сг)30(Ю)+25($1)+20(7, Mo+ g W+ Ti+ $ V), Реализованные режимы термической обработки, результаты иикроструктурных исследований и относительная величина силы реза( ния при строганин

Твердость нв

Степень однородности структуры

Характеристика структуры после нормализации

Тип структуры после нормализации

Коэф., учитывакщий интервал

Тип исходной структуры

Номер режииа

Относительная величина сиДоля феррита, Размер у(астков

Разиер зерна феррита, мки

ы резаия при трогаии смещения . перлита, икм критических тачек ферритоперлитная

49, 5 7,0 8,1

179-187 Полос2,2

970

1 феррито перлитная

1, 1 157-179

0,88 163-170 чатая

825

2,0

0,8

6,5

9,5

5,0

5,5

53,0

40,0

1(3 Бейнитная

Одордная

° t

38,8

36,8

55,5

10,5

10,1

6,2

7,0

1,0

1,2

0,54

„1(«

7,7

5,1

»(!»

«II»

II (°

Отпущенньь( бейнит

0,95 170-179

1,95 920

«й»

36,9 5,3 7,2 ферритоперлитная

38 0 6 7 9,0 1 179 187

970

«(!»

«(!

2,2

fl р и и е ч а н и е. Режимы 1 2 - обработка по способу-прототипу; режимы 3-5 - обработка по параметрам заявляемого способа; режимы 6-9 - обработка по параметрам, отличакщимся от заявляемых в способе

Составитель 8. Горбатенко

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор Т.Иванова

Заказ 1361 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 улучшения обрабатываемости резанием путем получения однородной крупнозернистой структуры, охлаждение после горячей пластической деформации ведут со скоростью, обеспечивающей получение бейнитной структуры, а нагрев проводят до .температуры Т, определяемой по зависимоТемпература нагрева при нор иализации, С

860 . 800

750

0>85

0,82

1,07

1,20

170-179

171-179

t57-166.

187-197