Способ термической обработки за-готовок из среднеуглеродистыхсталей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсних

Социалистических

Республик (((>83181 1

=Ф (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (5!)М. Кл (22) Заявлено 28.09.79(21) 2824238/22-02 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

С 21 0 1/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 230581. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 23. 05.81 (53) УДК 621 785 79 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.М. Соколов, И .И. Белугин, Г.A ВолченкЬ и Ю.Ф. Чечекин

I (Ордена Трудового Красного Знамени научнэ-иссЛедоватмльский институт технологии автомобильной промышленйостй (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК

ИЗ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к способам термической обработки металлов или сплавов.

Известен способ термической обработки, который включает два и более (до пяти) циклов аустениза-. ции в интервале температур Ас„-АС охлаждение до температуры, лежащей ниже точки Ас„на 30-. 100 С,выдержку до полного распада переохлажденного аустенита. По окончании циклов термической обработки производят охлаждение с печью (1) .

Однако этот способ не обеспечивает 15 удовлетворительную обрабатываемость заготовок при холодной объемной штамповке из-эа недостаточной сфероидизации цементита и соответственно низкой пластичности участков пластин- 20 чатого перлита.

Известен также способ сфероидизирующей обработки стали, который включает закалку, афероидизирующий отжиг и охлаждение. Сфероидизирующий отжиг включает аустенитизацию при температуре выше точки A(- на 10-40 С, затем подстуживание до температуры на 30-80 С ниже точки А „, выдержку при этой температуре до полного распада 30 переохлажденного аустенита с последующим охлаждением на воздухе Г2) .

Однако этот способ также не обеспечивает требуемого минимального сопротивления деформации при холодной штамповке сталей.

Цель изобретения — yr.еньшение сопротивления деформации при холодной штамповке.

Поставленная цель достигается тем, что после завершения сфероидизирующего отжига перед охлаждением проводят нагрев до температуры, лежащей в интервале ниже точки А на

10 С и выше точки АС на 20 С, затем подстуживают до температуры менее Ана 10-30оС, выдерживают при этой температуре до распада переохлажденного аустенита на 30-50%, затем вновь подстуживают до температуры, лежащей ниже точки Ас на 40-60 С и выдерживают при ней до завершения распада . переохлажденного аустенита.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят закалку с температуры выше ААО на 100-200 С, после этого проводят сфероидизирующий отжиг, а именно заготовку нагревают до температуры на 10-30 С выше A(:„ (720831811 нимальное время .завершения перлитного превращения 5 мин.

Вначале производят закалку в масле после аустенизации при 960 С в о течение 6 ч. Затем осуществляют первый цикл сфероидизирующего отжига, по режиму нагрев до 750 С, выдержка

1 ч, охлаждение до 670 С, выдержка

1 ч.

На втором этапе обработки производят нагрев до 780 С, выдерживают два часа, охлаждают до 720 С с выдержкой 2 ч, охлаждают до 680 С и вновь выдерживают .два часа, после чего охлаждают вместе с печью до комнатной температуры. На всех этапах скорости нагрева и охлаждения не регламентированы.

Для получения сравнительных данных проводят обработку образцов из той же стали известными способами.

Характеристики режимов термической обработки и полученных структур представлены в табл.1.

Таблица1

Этапы термической обработки

Сфероидизирующий отжиг

Закалка

Зернистый перлит

Пластинчатый перлит

Фер-. рит

Сорбит

Способ

Аусте-. низация

Аустенизация

Изоте рмическая выдержка

Изотермическая выдержка этап II этап

670 С1 ч

760 С-1 ч (5 циклов ) Известный

20 50

960 С" 750 С- 670 С.6 ч, -1 ч -1 ч масло

100

960 С- 750 С- 670 С- 780 С- 720 С- 680 С-6 ч, -1 ч — 1 ч -2 ч -2 ч -2 ч масло

Предлагаемый

20 80

20 80

960 С- 750 С- 670 С- 780 С- 720 С- 680 С-6 ч, -1 ч -1 ч -1 ч -2 ч -2 ч масло кучести и прочности, их отношения, а также увеличение относительного удлинения и сужения говорят о снижении сопротивления деформации и повышении пластичности металла заготовок соответственно.

Результаты механических испытаний после термической обработки приведены в табл.2.

760 С), выдерживают при ней до полного распада переохлажденного аустенита. После завершения первого этапа термической обработки изделие вновь нагревают до температуры, лежащей в интервале на 10 С ниже точки Ас и на 20 С выше точки Ас (760-820 С), выдерживают при этой температуре

1-3 ч. Затем подстуживают до темпе-. ратуры ниже точки Ас„на 10-ЗООС (680-720oC), выдерживают при этой температуре до распада 30-503 переохлажденного аустенита (1-2 ч). После этого подстуживают до температуры на 40-60 С ниже Ас„(640-690 С) и выдерживают при этой температуре до полного распада переохлажденного аустенита, после чего охлаждают с печью.

Пример. Термическую обработку проводят в электропечи сопротивления 20 на образцах из стали 40Х. Для этой стали Ас„730 С, Ac = 780 С. МиОценку обрабатываемости заготовок при холодном деформировании проводят по уровню механических свойств (твердость, предел прочности, предел 60 текучести, отношение предела текучести к пределу прочности, относительное удлинение и относительное сужение). . Уменьшение твердости, пределов те- 65

Микроструктура заготовок,Ъ

831811

Таблица 2

0,65

40

167

Неудовлетворительный

0,62

40

167

То же

0 57

148

58

68

Удовлетворительный

То же

29

0,58

33

152

148

0,58

33

При удовлетворительной обрабаты- 20 ваемости холодной объемной штамповкой твердость должна быть не более

155 кгс/мм, а отношение предела текучести к пределу прочности не более

0,6. 25

Проведение первого этапа сфероидизирующего отжига обеспечивает получения в микроструктуре глобул цементита с повышенной устойчивостью против растворения в аустените.

Вследствие этого повышение температуры аустенитизацию до интервала ниже точки Ас> на 10 С и выше точки А0. на 20 С на втором этапе отжига не влечет за собой появление пластинчатого перлита в микроструктуре, т.е. ухудшения пластичности материала, и одновременно обеспечивает минимальные твердость .и сопротивление деформации материала из-за улучшения рекристаллизации 40 аустенита при более высоких температурах.

Не рекомендуется повышать температуру аустенитизации выше точкиА более, чем на 20ОС, так как это

Э влечет за собой появление в микроструктуре пластинчатогО перлита и, в итоге, уменьшение пластичности.

Не рекомендуется также снижать температуру аустенитизации ниже 50 точки АС более, чем на 10 С, так как это йриводит к уменьшению сКорости рекристаллизационных процессов в аустените и, соответственно, к необходимости увеличивать продолжительность процесса термообработки.

Длительность аустенитизации не должна быть менее одного часа, иначе не успеет пройти рекристаллизация аустенита, и более трех часов, иначе уменьшится пластичность материала 60 заготовок из-за появления пластинчатого перлита. !

Температура изотермической выдержки, которую проводят после аустенитизации и подстуживания, не должна быть 65

1 ниже точки Ас менее, чем на 10 С, С1 так как замедляется процесс образования феррита, а следовательно, увеличивается длительность процесса, и более, чем на 30 С, иначе возрастает твердость феррита и, в итоге, сопротивление деформации материала заготовки.

Продолжительность изотермической выдержки должна быть достаточной для получения максимального количества структурно свободного феррита (до распада переохлажденного аустенита на 30-50%).

На этапе завершения распада переохлажденного аустенита температура изотермической выдержки не должна быть ниже точки Ас менее, чем на о

40 С, иначе неоправданно увеличивается длительность термической обработки, и более, чем на 60 С, так как материал заготовки в этом случае обладает повышенным сопротивлением

Деформации из-за высокой твердости перлита, образующегося при этих температурах. При этом продолжитель-. ность выдержки выбирают, исходя из условий завершения распада аустенита.

Предлагаемый способ термической обработки заготовок из среднеуглеродистых сталей обеспечивает улучшение обрабатываемости методом холодной объемной штамповки за счет снижения сопротивления деформации и увеличения пластичности.

Формула изобретения

Способ термической обработки заготовок из среднеуглеродистых сталей, включающий закалку, сфероидизирующий отжиг и охлаждение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения сопротивления деформации при холодной штамповке, после завершения сфероидизирующего отжига перед охлаждением проводят нагрев до

831811

1. "Вестник машиностроения", 1967, Р 1, с. 54-57.

Составитель А. Ляпунов

Редактор И. Николайчук Техред С. Мигунова Корректор О. Билак

Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3409/42 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 температуры, лежащей в интервале ниже Ас> на 10 С и выше Ас„на 20 С, затем охлаждают до температуры ниже

Ас„на 10-30 С с выдержкой при этой о температуре до частичного распада переохлажденного аустенита, затем охлаждают до температуры ниже A „ на 40-60 С и выдерживают до полного распада переохлажденного аустенита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. "Металловедение и термическая обработка металла", 1975, Р 3, с.2731.