Способ изотермического отжига заготовок из легированных сталей

 

НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

„,. "" " "ичс@ ь.:

ОП ИСА

Союз Советских

Социалистических

Республик о»779412

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 220678 (21) 2632260/22-02 (51)М. Кл

С 21 D 1/26 с присоединением заявки ¹â€”

Государствеииый комитет

СССР

Ао делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151180, Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 1511р0 (53) УДК 621. 785. .363(088.8) Г.N. Кохова, И.И. Белугин, Г.Я. Колышкин, В.И. Семендий и A.C. Шигарев (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт технологии автомобильной промышленности (71) Заявитель (54) СНОСОБ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА ЗАГОТОВОК

ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЯ

Изобретение относится к термической обработке заготовок иэ легированных сталей. перед их обработкой резани.ем, в частности к иэотермическому отжигу °

Известен способ термической обработки заготовок из легированных сталей (изотермнческий отжиг), заклЮчающийся в аустенитизации, ускоренном охлаждении до температуры перлитного превращения, иэотермической вы- держки при этой температуре и последующем охлаждении до комнатной температуры $1) .

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в нагреве заготовок из легированных сталей до температуры на 30-150 С, превышающей точку Ас, выдержке при этой2О температуре, ускоренном охлаждении сo скоростью не менее ZO"C/мин до температуры перлйтного превращения и выдержки при этой температуре до полного распада переохлажденного 25 аустенита с последукщим охлаждением на воздухе 2 °

Известный способ не позволяет по,лучать достаточно стабильно оптимальную микроструктуру заготовок из леги-З() рованных, особенно хромоникелевых сталей для обеспечения их удовлетворительной обрабатываемости резанием.

Это обусловлено разной скоростью охлаждения одинаковых заготовок и их частей с температуры аустенитизации до температуры изотермической выдержки ввиду их неодинаковой ориентации и местоположения в камере подстуживания, а также неравномерности потока охлаждающей среды. В результате у части заготовок вместо структуры, содержащей феррит и перлит и обеспечивающей удовлетворительную обрабатываемость резанием, получается структура, содержащая большое количество мягкого феррита, имеющего ярко выраженную полосчатую ориентировку, перлит и бейнит. Все это ухудшает чистоту обрабатываемой поверхности и стружкообраэование при резании, ведет к повыаенному износу режущего инструмента. устранить указанные недостатки путем применения специальных приспособлений и изменением температуры охлаждающей "среды трудно, а иногда и невозможно . .

779412

Цель изобретения — повышение стабильности микроструктуры при сохранении механических свойств.

Цель достигается тем, что после полного завершения образования аустенита охлаждение до температуры перлитного превращения производят в два этапа: сначала ведут охлаждение со скоростью 1-50С/мин до уровня температур, на 10-50 C выше точки А, после чего заготовки ускоренно охлаждают со скоростью 20-40 С/мин.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят нагрев заготовок из легированных сталей до температуры, лежащей выше точки Ас (800-960 С), затем выдерживают при этой температуре до полного завершения аустенитизации.

После этого медленно охлаждают со скоростью 1 С/мин-5 C/ìèí до температуры, лежащей на 10-50 С выше точки

At (700-800 С), затем ускоренно охлаждают со скоростью 20 С/мин—

40 С/мий до температур перлитного превращения (580-700 C), выдерживают при этих температурах до полного распада переохлажденного устенита, а затем охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Предлагаемый способ получения одинаковой структуры у всех заготовок является более легко осуществимым и эффективным. При его применении за-. еКленное подстуживание осуществляют в последних зонах печиаустенитизации, "а ускоренное охлаждение в камере подстуживания.

При предлагаемых скоростях замедленйого охлаждения, равных 1-5 С/мин, О точка Aр на 50-100 С меньше точки

Ас, а ийогда меньше АЕ., и температура поковок по его окончании находится в инте рв але А с„-A С .

В тех случаях, когда замедленное охлаждение при скорости 1 С/мин буо дет заметно сказываться на производительности печи, можно увеличить скорость замедленного охлаждения внутри предлагаемого интервала до

5 С/мин.

Пример. Производят термичес кую обработку поковок шестерен из стали 25XrHMT. Для этой стали Aq —

800 С, а температура At y — 720 С—

770ОС. Нагретые при аустенитизации до .900 С поковки после выдержки в течение 10 мин (минимальное время выдержки, необходимое для завершейия прогрева сердцевины поковок, устанавливают экспериментально),подвергают замедленному охлаждению со скоростями 1,25 C/ìèí и 4,3 С/мин

О (подстуживание) до 800 С и 770ОС соответственйо. После этого прбводят

"усХоренйое охлаждение до температу ры перлитйого превращения 640 С Со о среднимй скоростями 32, 39, 20 и

43,3 С/мин; выдержку при этой температуре в течение 4 ч и последующее охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

Для получения сравнительных данных проводят обработку поковок из той же стали известным способом: нагрев до 940 С с выдержкой в тече0 ние 80 мин, после чего ведется ускоренное охлаждение со средней скоо ростью 32 С/мин в интервале температур 800-640ОС с выдержкой при темпе® ратуре 640 С 4 ч и охлаждение до ком0 натной температуры на воздухе.

В табл. 1 приведены режимы термической обработки.

В табл. 2 представлены характе3$ ристики микроструктур.

Из табл. 1 и 2 видно, что оптимальный режим соответствует примеру 2.

На основании экспериментальных

20 данных не рекомендуется вести медленное охлаждение поковок со скоростью менее 1 С/мин, так как при этом увеличивается температура Arp и при последующем быстром охлаждении увеличивается нестабильность получения оптимальной микроструктуры, а также снижается производительность термического оборудования. Если скорость замедленного охлади,ения увеличить более 5ОC/ìèí, то у части заготовок на стадии ускоренного охлаждения и в начале изотермической выдержки вместо структуры, содержащей феррит и перлит, получается структура, содержащая большое количество мягкого феррита с ярко выраженной полосчатой ориентацией„ а также возможно образование бейнита, что ухудшает чистоту обрабатываемой поверхности и стружкообразование

40 при резании и ведет к повышенному износу режущего инструмента. При ускоренном охлаждении, со скоростью мень,:шей, чем 20 С/мин, практически у всех поковок получается структура, $$ содержащая перлит и большое количество мягкого феррита с ярко вы раженной полосчатостью, что ведет к ухудшению чистоты обработки и повышению сил и температур резания. у Не рекомендуется увеличивать скорость ускоренного охлаждения свыше 40 С/мин о так как сильно увеличивается разница в температуре поковок перед изотермической выдержкой, что также ве-, дет к нестабильности микроструктуры, а в итоге скажется на обрабатываемости резанием.

Предлагаемый способ термической обработки заготовок из легированных сталей обеспечивает возможность получения одинаковых оптимальных микроструктур у всех однотипных поковок, что особенно важно при обработке резанием на автоматических линиях. Получается структура, состоящая из равномерно расиределенного феррита и перли779412

Т а б л и ц а 1

, & II_#_t

Способ тер.При- мической мер, обработки

Изотермическая выдержка, ОС

Аустенитизация

Скорость ускоренного охлаждения, С/мин

А, 0C

Нагрев, ОС

Выдержка, Скорость

ОС медленного охлаждения, С/мин

2

940/50

900/40

900/90

900/40

940/80

900/10

640/4

Известный

Предлагаемый

750-770

720-740 39

750-770 20

1,25

4,3

1,25

° l

5 Выходящий за границы формулы изобретения

720-740 43,3

4,3

900/90

Т а б л и ц а 2 икротвердость, Н ® кг/мм Характеристика

2 обработки резанием

Группа поковок

Пример, 9

Характеристика микроструктуры ер- пер- бейнит ит лит

180 300 440-640

Неудовлетворительная

1 Феррит, перлит, бейнит

Удовлетворительная

200 310

2 Феррит, перлит

3 Феррит, перлит, бейнит

Неудовлетворительная

270 330 370

190 300

200 310

250 340

190 310

200 310

240 340

190 310 190 310

200 320

Удовлетворительная

1 Феррит, перлит

И

И

И

И

И

1 Феррит, перлит,,бейнит

180 300 300 с ферри- Неудовлетворительная том

190 300 Удовлетворительная

2 Феррит, перлит

290 .- 330

Неудовлетворительная

3 Феррит, бейнит та с минимальной полосчатостью не более 1-2 баллов. В результате улучшается чистота обрабатываемой поверхности на один класс, стружкообразование и увеличивается стойкость режущего инструмента на 20-100% (зависит от характера технологической операции). Это обьясняется тем, что температуры формирования структур при распаде переохлажденного аустенита более стабильно одинаковы и близки к оптимальным из-эа уменьшения разности температур заготовок до и после ускоренного охлаждения.

779412 . Формула изобретения

Составитель Г. Шевченко

Техред Ж. Кастелевич Корректор С.Щомак

Редактор N. Ткач

Заказ 7966/37 Тираж 608 . Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий — — -- 113035 Москва Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

М ю

Ь «jh @

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекзная, 4

Способ иэотермического отжига заготовок из легированный сталей, включакиций аустенитизацию, охлаждение до температуры перлитного превращения, выдержку при этой температуре и после" дую@ее охлаждение, о т л и ч а ю -. шийся тем, что, с целью повйшения стабильности микроструктуры при сохранении механических свойств, охлажденйе до температуры перлитного 10

8 превращения проводят в два этапа: сначала ведут охлаждение со скоростью

1 5ОС/мин до температуры, на 10-50 С выше точки А, а затем со скоростью

20"40 С/мин.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Технологйя .автомобилестроения".

Р 3, 19-76, с.1-5 .

2. Д-р ВЮнич. Технология изотермического отжига. Доклад. Фирма ФРГ, материалы симпозиума, М., ЗИЛ. 1977.