Способ обработки стальных изделий из низколегированной стали
Использование: изобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности, к термической обработке низколегированной стали с низким содержанием углерода. Сущность: хромистую сталь с содержанием углерода 0,12 - 0,25% после холодной деформации, создающей в стали сжимающие напряжения, отпускают при 700°С, нагревают до Ac3-Ac3 20C и закаливают. 1 табл.
Изобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности термической обработке низколегированной стали, преимущественно хромистой, с низким содержанием углерода, и может найти применение при окончательной термической обработке деталей машин, получаемых преимущественно холодной пластической деформацией.
Целью изобретения является повышение прочности и твердости и уменьшение трудоемкости процесса. Способ осуществляют следующим образом: низколегированную сталь, преимущественно хромистую, с содержанием углерода 0,12-0,25% подвергают холодной пластической деформации и последующей обработке по следующим режимам: отпуск при 200-700оС, нагрев до Асз...Асз 20оС, кратковременная выдержка, охлаждение в зависимости от требуемых свойств в воде, масле или расплаве селитры. При этом отпуск проводят преимущественно после деформации, уменьшающей сечение стали, а нагрев ведут преимущественно ускоренно, например, в соляной ванне, токами высокой частоты (ТВЧ), в предварительно нагретой электрической печи (при нагреве стали небольших сечений) и т.п. Пример осуществления способа. Образцы из листовой холоднокатанной стали 15Х и 20Х толщиной 1 мм после отпуска при 700оС с выдержкой 30 мин, диаметром 10 мм из волоченной стали 15Х и диаметром 5,2 мм из волоченной и отожженной стали 20Х с головкой диаметром 8 мм, полученной прессованием, обработали по предлагаемому способу. После термообработки провели механические испытания образцов на разрыв и проверили твердость. Режимы термообработки и результаты испытания образцов представлены в таблице. Из таблицы видно, что эффект в предлагаемом способе зависит от схемы напряженного состояния при холодной пластической деформации и от отпуска после холодной пластической деформации. Когда в схеме напряженного состояния преобладают растягивающие напряжения (режим 1) эффект наблюдается только при проведении предварительного отпуска (в режиме 1 в числителе свойства с отпуском выше, чем в знаменателе без отпуска). Примечания к таблице 1. Нагрев в соляной ванне. 2. Слева от косой черты - свойства без окончательного отпуска, справа - после отпуска 160-180оС 1 ч, в числителе - с предварительным (после холодной деформации) отпуском, в знаменателе - без. 3. Температуры критических точек: Сталь 15Х Асз, оС Мн, оС 830 400 Сталь 20Х 820 390 Без предварительного отпуска прочность и твердость в режиме 1 (знаменатель) ниже, чем в прототипе (режим 5, в). Когда в схеме преобладают сжимающие напряжения (режимы 2, 3, 4) отпуск после холодной пластической деформации эффекта не дает и прочность и твердость получаются одинаковыми как в режиме с предварительным отпуском (числители в режимах 2, в; 3, в; 4), так и без него (знаменатели в режимах 2, в; 3, в; 4). При этом прочность и твердость в режимах 3 и 4 оказались выше, чем в прототипе (режим 5б, г), в режиме 2 прочность одинаковая с прототипом, а твердость выше, чем в прототипе (режим 5, а). Таким образом твердость в предлагаемом способе выше, чем в прототипе, а прочность может быть выше, чем в прототипе или на одинаковом уровне. Кроме того, в связи с тем, что нагрев в прототипе ведут до Асз + 30-50оС при закалке от этих температур образуется мартенситно-ферритная структура с высоким уровнем остаточных напряжений, для уменьшения которых непосредственно после закалки требуется отпуск. В предложенном способе температура нагрева принята Асз...Асз 20оС. При данной температуре нагрева образуется слаболегированный аустенит с нерастворившимися карбидами. После закалки от принятой температуры образуется смешанная байнитно-мартенситная структура, в которой за счет более низкой температуры нагрева и за счет неоднородности самой структуры непосредственно при охлаждении происходит релаксация (уменьшение) напряжений при самоотпуске. В результате получают изделие с низким уровнем остаточных напряжений, для снятия которых не требуется изделие непосредственно после закалки подвергать отпуску. Поскольку уровень остаточных напряжений в предлагаемом способе получается низким, для снятия их требуется отпуск с невысокой температурой нагрева и этот отпуск совмещают с окончательной обработкой изделия, связанной с невысоким нагревом (операции нанесения покрытий, последующих промывок и сушки изделия). В конечном итоге отпуск непосредственно после закалки исключается, трудоемкость обработки изделия уменьшается. Таким образом, способ обеспечивает по сравнению с прототипом повышенную прочность и твердость и низкую трудоемкость обработки изделия за счет исключения предварительного отпуска и совмещения отпуска после закалки с окончательной обработкой изделия.Формула изобретения
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ с низким содержанием углерода, включающий холодную пластическую деформацию, отпуск, закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, твердости и уменьшения трудоемкости процесса, холодную пластическую деформацию проводят с обеспечением создания сжимающих напряжений, а нагрев под закалку ведут до Ac3 - Ac3 20oС.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Устройство для упрочнения отверстий // 2018541
Изобретение относится к обработке материалов и изделий из них, а именно к устройствам упрочнения металла методами поверхностной пластической деформации
Способ восстановления металлических изделий // 2017835
Способ упрочнения металлических материалов // 2016093
Изобретение относится к обработке металлических материалов давлением и может быть применено в металлообрабатывающей, а также в машиностроительной промышленности
Способ упрочнения отверстий // 2015180
Изобретение относится к области упрочнения отверстий в деталях и может быть использовано в ответственных деталях гидротурбинных двигателей, деталей энергоблоков, работающих в атомном режиме, например на подводных лодках, атомных электростанциях, космических объектах и др
Способ производства магнитомягкого железа // 2012599
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству магнитомягкого железа
Способ изготовления деталей с отверстиями // 1808878
Способ упрочнения металлических изделий // 1794096
Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к технологии упрочняющей обработки
Изобретение относится к устройствам упрочнения рельсов в районе сварных стыков
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в авиа, судо- и машиностроении
Способ упрочнения металлических изделий // 2111265
Способ отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей коленчатых валов дробью // 2112638
Изобретение относится к дробеструйной отделочно-упрочняющей технологии цилиндрических поверхностей коленчатых валов, и может быть использовано для обработки распределительных валов, пальцев двигателей внутреннего сгорания
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке металлов давлением
Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке деталей поверхностным пластическим деформированием
Способ формирования упрочненного слоя детали // 2120478
Изобретение относится к области механической обработки металлов с последующей их термообработкой и может быть использовано, в частности, для изготовления длинномерных направляющих спутников, являющихся гибким транспортом автоматизированных сборочно-сварочных линий
Изобретение относится к области дробеударной отделочно-упрочняющей обработки внутренних поверхностей цилиндров, например блоков или гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, а также компрессоров
Способ обработки изделий // 2122589
Изобретение относится к области материаловедения, а именно к способам обработки изделий, при которых повышается долговечность инструмента на определенной стадии его эксплуатации, до начала его эксплуатации или получения заранее определенных свойств материала, из которого будет изготавливаться инструмент
Изобретение относится к способам упрочнения насосных штанг, как в процессе их изготовления, так и бывших в эксплуатации, используемых в механизированной глубинно-насосной нефтедобыче