Способ термической обработки биметаллических прутков

 

scec., „-„,„,, EA, ÃEr,, О и к- Ф- Ач4

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >726193

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Ф (22) Заявлено 28.08. 78 (2l ) 2659256/22-02 (5()М. Кл. с присоединением заявки ¹

С 21 Ъ 1/78

1Ъоудеротеееиый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.80. Бюллетень ¹ 18 ао лелем изобретений и открытий (53) УДК 621. . 785.79 (088.8) Дата опубликования описания 05.04.80

В. В. Пьянков и Т. Л. Дритова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРУТКОВ

Изобретение относится к термической обработке биметаллических прутков из инструментальной стали + углеродистая сталь и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности, Технологические операции при производстве укаэанных биметаллов и изготовлении изделий из них, сопровождающиеся нагревом в области температур аустениза19 ции и медленным охлаждением, вызывают образование вдоль границы соединения диффузионной ферритной зоны, снижаю-. щей прочность сцепления слоев.

Известен способ термообработки биме3$ таллов, целью которого является повbrure-ние механических свойств изделий, вклю-: .чающий нагрев биметвлла до температур аустенизации, закалку и отпуск Pl).

Продолжительность выдержки изделий при температурах закалки не регламентируется.

Известны данные для расчета продолжительности выдержки при нагреве под закалку, определяемой сечением обрабатываемой детали и равной от 12 до 90 сек на

1 мм толщины изделия 2 .

Недостатксм этих способов термообработки является то, что они не предусматривают устранения ферритной прослойки вдоль границы сое,цинения слоев инструментальной и углеродистой стали.

Н аиболее близким к предл агае мому изобретению является способ термической обработки, при котором устраняется ферритная пограничная прослойка в двухслойных сталях, заключающийся в длительном нагреве иэделий, выдержке и охлаждении 3 .

Однако известный способ не содержит конкретных данных о продолжительности выдержки при нагреве в зависимости от толщины диффузионной прослойки.

Белью изобретения является повышение механической прочности границы соединения за счет устранения диффузионной ферритной прослойки между разнородными сталями, 1

3 . 726191

Поставленная дель достигается нагревом ной ферритной зоны составляет 200биметалла до температуры аустениэации 250 мкм. инструментальной стали, выдержкой при После так и осле такой термической обработки ферэтой температуре и ускоренным охлажде- ритная просп и б итная прослойка в иметалле исчезла . нием, причем продолжительность выдержки 5 Прочност рочность сцепления слоев в биметалле устанавливают в пределах 1,5 -2,0 вели- X12 + стал 35 чины времени рассасывания диффузиоп-, няющей ферритную прослойку, составляла ной прослойки, определяемой по формуле: 42-45 кг/мм, а после обработки по предпагаемому способу - 52-56 кг/мм=-

Z о

О 1-аа У при твердости плакирующего металла НРС в

58-59, а основного металла Н 1 где - толщина диффузионной прослойки овного металла НРС 13-15. см;

Использование укаэанного способа термической обработки биметаллических рутков обеспечивает возможность полу15 аустенизации, см/сек. чения высокой прочности соединения слс еВа

Формула изобретения

Время рассасывания диффузионной прослойки выбрано исходя из того, что глубина диффузии пропорциональна корню: квадратному из произведения коэффициента диффузии 2О и продолжительности процесса. Время, определяемое ro вышеприведенной формуле, достаточно для прохождения диффузии углерода HB всю толщину обезуглероженного слоя. Прн ускоренном охлаждении би- 25 металла после такой выдержки ферритнач прослойка не образуется.

Меньшая выдержка не обеспечивает полного устранения ферритной диффузионной прослойки, а более длительная — не зО целесообразна по технологическим и эконо- мическим соображениям.

Пример. Укаэанной термообработке подвергались биметаллические прутки с сердцевиной из стали 35 и плакирующим слоем из стали Х12., В результате наппавки, прессования и отжйгса в прутках вдоль границы соединения стали Х12 и стали 35 со стороны стали 35 имел медь диффузионный феррит- 40 ный слой толщиной 200-250 мкм.

Закалку биметаллических прутков осуществпяли по режиму: нагрев до температуры 940-960ОС, выдержка 13-17 мин, охлаждение, в масле, отпуск 180-200 С. 45

О

Время выдержки определялось из того, что коэффициент диффузии- углерода в аустените при температуре 950ОС ра-з вен 3 10 см/сек, а толщина погранич1. Способ термической обработки биметаллических прутков, включающий нагрев до температур аустениэации плакирующего слоя, выдержку и ускоренное охлажде- ние, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности .соединения сталей, выдержку производят в пределах 1,5-2,0 величины времени рассась1вания диффузионной прослойки.

2.Способпоп. 1, отлич аюшийся тем, что время рассасывания диффузионной прослойки определяют по формуле : а

Р оду где - стопщина диффузионной прослойки, 3 - коэффициент диффузии углерода в аустените при температуре аустениэации, см 2/сек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 587164, кл. С 21 9 1/04, 1976, 2. Теллер Ю. А. Инструментальные стали, М., Металлургия", 1968, с. 229231.

3. Гопованенко С. А., Меандров Л, В.

Производство биметаллов. М., "Металлургия", 1966, с. 101 (прототип) . р р

Заказ 608/24 Гираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа каб., л. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А, Тюрин

Редакто Е. Б атчикова Техред М, Кепемеш Корректор В, Синицкая