Способ термомеханической обработки стальных изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ("1602573 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09,06,76 (21) 2385342/22-0 с присоединением заявки А!6 (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.04-.78. Бюллетень М 14 (45) Дата опубликования описания 17. 03 13.

2 (51} N, Кл, С 2127/14

С 21+1/78

Государственный намитет

С0В8Т8 Министров СССР

llD делам изобретений и отнрытий (53) УДК 621.785,,79 (088.8) (?2) Авторы изобретения

М. Л. Бернштейн, В. A. Займовский, Я. И. Минухин и В. И. Повар

Научно-исспедоватепьский институт автотракторнь))х материалов (?1) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХЛНИЧЕСКОЙ

ОБРЛ БОТКИ CTA ЛЬН ь! Х

ИЗДЕЛИЙ

Изобретен:ic отн»сится к области терчомеханическ»й ()бр !боткн сталей и может применяться В различных Отряс 1ях ма(цинОстроения, например, для уирочнения деталей TI!II« полуосей, тор«ион»В и т. п.

Известен способ термомеханической обработки изде,!ий из жяропрочных сплавов, заключаюш !Йся в том, что изделия перед термомеханической»бряботкой подвергают деформаш!и ilpll рябоч(й температуре с приложениеч нагрузки, Hp(Вышак)ц!ей рабочую. Величина деформации I

Изв )(òc«тик же способ термом(х;)н и««ской обработки, ги лк IBK)I«IIII нягр(В до I(÷iicpdòóPhl H) (TC! I ll ;i!lI!;I. ПЛЯСТИЧЕСК) 10 .(< ()()P I 1(I ÈК)

В ПРОЦ(< (<. ИЗ»ТЕРМ ИЧ(СКОИ ВЫ 1ЕP)KI(li,:<;II(1!Л КХ

II зяклкхчительный отпуск (2) .

О!Нги м ял ьн ый комплекс свойс гв н»«. «такой»бработки достигается при 25---1!1", (-Hbix деформациях яустенита. 1ля обе«пе i(.«Ня указанных д«форчаций требуются значительные

gj c и.11!Я и х! 0 ц (н < (. 0 О 0 Р ъ до В d «и (. Ь, P () 1(то го сряв«ит(ль«О высокие деф»рчя«IIH, не»бxодимы(,i, 1 я (»3 !я и)! я ОГ!тима,1 ьн»г<) (! рчк), pHoi 0 состояния аусте«ита, об «лов,IIIBdIOT «ушественное различие в размерах заготовок и roToBbIx д«талей, т. е. известки,!Ii снос»6 применич, в основном, для упрочнения заготовок.

Другим недостятко I изве тного способа является то, il 0 оптимальное структурное состо5 яние аустенита (полигон«альняя субструктура), как правило, не может быть реализовано Во всем объеме обрябять Наем»го изделия. Даже при однородном деформированноч состоянии наряду с этой субе:;)уктурои 1!рил тствуют участки с субструктур )й «горячего !<яклеиа» и рекр !1сталл «зовя ни ые объе.(ы.

По предлагаемому ciiGco6 liластическое деформирование проводят при напряжениях, )I(Ht lll1ix предела текучести, и прекран(ают деформирование ня установившейся стадии 1101зучестll. )То !позволяет IIQBblcить механические свойства сплава.

1) резульгя re высокoText»(.pdTx рной ползучести под действием постоянно приложенного напряжения, ченьшего предела т(кучести стяill находя!цейся в аустенитном со(тоянии, <)0 разуется фригииHTItpoB;IHHBH (110. Iè!Oíàëüí;Iÿ) структура. При одноврех)енном воздействии деформуюших напряжений и температуры дислокации пересграиваются в регулярные сетки и видасT» Hcj)oi)ilblx стенок (гряниц1 ячеек обня25 руживяются четкие границы полигонизации.

602573

Формула изобретения

Составитель А. Ляпунов

Текред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко

Тираж 716 Подписное

Редактор Н. Корченко

Заказ 1771/24

ЦНИИПИ Государс иенного кочитета Совета Министров СССР по дслагя изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Образовавшиеся субзерна обладают высокой стабильностью против термических воздействий, и структурные изменения, связанные со снятием этой структуры, черезвычайно затруднены, а в ряде случаев вообще не протекают

Степень развития полигонизации зависит от температуры (которая выбирается в зависимости от химического состава термообрабатываемой стали) и величины приложенного напряжения.

Для доэвтектоидных сталей температура изо. термической выдержки (деформирования) равнаа АСз + 30 — 50 С, а для заэвтектсид11ы х сталей выбирается в интервале АС,— АС1. Величина приложенного напряжения должна находиться в пределах 0,4 — 0,7 от предела текучести аустенита для выбранной температуры деформирования.

Так как до нагружения возможно различное состояние тонкой структуры в зависимости от предварительной обработки изделий, возможно их различное поведение в условиях нагруження. «Рабочая» субструктура изделия, определяющая его поведение в процессе эксплуатации, начинает развиваться немедленно после приложения напряжения. Начальный этап формирования субструктуры характерен наличием широкого спектра размеров субзерен. Первоначально обнаруживаю ся (3—

5 мин нагружения) следы грубого скольжения, искажающие исходную структуру аустенита.

Грубое скольжение развивается тем больше, чем выше уровень приложенного напряжения.

Однако в ходе последующей деформации указанные структурные изменения, наблюдаюшиеся в начальный момент, как бы сглаживаются.

Субструктура вновь перестраивается и в соответствии с выбранными условиями нагружения (температурой и напряжением) образуются равновесные субзерна. Этот момент соответствует переходу к установившейся стадии ползучести. Для конкретных условий нагружения и данного материала существует равновесный размер полигонов, который реализуется на установившейся стадии, о чем свидетельствует постоянство удлинения во времени.

Образование субструктуры динамической по лигонизации установившейся ползучести происходит тог1а, когда состояние металла отвечает умеренному горячему наклепу. Отличительной особенностью такой субструктуры является то, что в зависимости от ориентации субграниц в пространстве они могут либо задерживать дислокации (т. е. способствовать локализации деформации в объеме субзерна, а следовательно упрочнению), либо пропускают дислокации «на ходу» (т. е. способствовать релаксации перенапряжений, что уменьшает опасность возникновения хрупкого разрушения).

При обработке цилиндрических образцов из стали 40Г по режиму: нагрев до температуры 880+ 10 С; нагружение растягивающим напряжением 5 кгс/мм, выдержка под нагруз15 кой 1 ч; закалка в масле и отпуск при 200 С, 2 ч, получают следуюший комплекс свойств: в, 190+-5 кгс/мм; в; 180+-4 кгс/мм:, Г 9,8 >-1%

32+-4%; а. =6,5ч! кгс м/см .

Такой комплекс свойств не может быть достигнут при обычной термообработке и соответствует уровню свойств после термообработки по оптимальному режиму. При этом достигается установившаяся стадия ползучести, а остаточная деформация составляет 2,5 — 3,0%

Способ термомеханической обработки стальных изделий. включающий нагрев до темпераЭО туры аустенизации, пластическое деформирование в процессе изотермической выдержки, закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, пластическое деформирование проводят при напряжениях, меньших предела текучести, и прекращают его на установившейся стадии полз учести.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

40 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 212309, кл. С 21 D 7/14, 1968.

2. Бернштейн М. Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. М., «Металлургия», 1968, т. 2, с. 695.