Способ термоциклической обработки низколегированных и углеродистых сталей

 

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при термообработке сталей перлитного класса, применяемых в машиностроении. Задачей изобретения является повышение ударной вязкости углеродистых и низколегированных сталей перлитного класса при одновременном повышении прочностных свойств. Для достижения поставленной задачи рекомендуется способ термоциклической обработки деталей, при котором нагрев производят до температуры гомогенизации аустенина со скоростью 3-5°С/мин, а охлаждение - со скоростью, обеспечивающей сорбитное или мартенситное, или бейнитное превращение до температуры на 50-100°С ниже Аr₁, или M_к, или Б_к. 1 табл.

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при термообработке сталей перлитного класса, применяемых в машиностроении.

Известен способ термоциклической обработки углеродистых сталей (авт.св. N 440424), заключающийся в многократном нагреве выше Ac₁ и охлаждении ниже Ac₁, а для обработки конструкционных сталей нагрев производят до 750 - 780^oC со скоростью 70 - 150^oC/мин, при этом охлаждение ведут до 670 - 690^oC со скоростью 150 - 200^oC/мин, а затем в воде.

Задачей изобретения является повышение ударной вязкости углеродистых и низколегированных сталей перлитного класса при одновременном повышении прочностных свойств.

Поставленная задача достигается тем, что при термоциклической обработки деталей нагрев производят до температуры гомогенизации аустенита со скоростью 3 - 5^oС/мин, а охлаждение - со скоростью, обеспечивающей сорбитное или мартенситное или бейнитное превращение до температуры на 50 - 100^oC ниже.

Необходимость нагрева до температуры образования гомогенного аустенита связана с тем, что при температуре нагрева ниже ее, вследствии различия в химическом составе тела аустенитных зерен образуется несколько структур, что снижает уровень вязкости.

Скорость нагрева 3 - 5^oС/мин выбрана исходя из того, что при меньшей скорости нагрева непосредственно за гомогенизацией аустенита наблюдается рост аустенитного зерна, что приводит к снижению вязкости, а увеличение скорости приводит к необходимости еще большего повышения температуры нагрева, что является экономически невыгодным.

Пример. Для опробования режима термоциклической обработки использовались заготовки размерами 20x20x140 (мм) из стали марок 20, 40, 23, 10ГН2МФА. Для получения сравнительных данных на термическом участке ЦЛО было проведено опробование термоциклической обработки отожженных заготовок по известному и предлагаемому режимам. Далее из заготовок были изготовлены образцы для механических испытаний: два разрывных образца типа III N 6 ГОСТ 1497-8 и три ударных образца типа 11 ГОСТ 9454-78. Результаты механических испытаний (средние значения) приведены в таблице.

Известный способ ТЦО для стали 20: I цикл: 1. Посадка при t_пеш=100^oC.

2. Нагрев за 6'50'' до 750^oC.

3. Охлаждение - спрейерное с U_охл=160^oС/мин до 680±10^oC, затем в воде.

II цикл: аналогичен I.

III цикл: аналогичен I.

Предлагаемый способ ТЦО для стали 20: I цикл: 1. Посадка при t печи≅600^oC.

2. Нагрев за 3' до 900^oC.

3. Охлаждение на воздухе до 600^oC.

II цикл: аналогичен I.

III цикл: 1. Посадка при t печи≅600^oC.

2. Нагрев за 3' до 900±10^oC.

3. Охлаждение в воде до ≅680^oC и далее на воздухе.

Формула изобретения

Способ термоциклической обработки низколегированных и углеродистых сталей, включающий многократные нагревы и охлаждения, отличающийся тем, что нагрев производят до температуры гомогенизации аустенита со скоростью 3-5^oС/мин, а охлаждение - со скоростью, обеспечивающей сорбитное или мартенoитное, или бейнитное превращение до температуры на 50-100^oС ниже Аr₁, или M_к или Б_к.

РИСУНКИ

Рисунок 1