Способ термической обработкиконструкционной стали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социаиистическнк

Расвубпни())) 840142 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву —. (22) Заявлено 10.04,79 (2I ) 2750812/22-02 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень Рй 23

Дата опубликования описания 26.06.81

3 (53)М. Кл.

С 210 1/25 вееуддретеееай кемитвт

СССР ао делан изебретекий и еткрытнй (53) УДК 621.785.. 79 (088.8 ) В. А. Бойко, А. Б, Гоголь, Л. Л. Мудрик, C. А. Павловский, И. Ф. Пемов, Н, Х. Соляник, Ф. К. Ткаченко (72) Авторы изобретения

Производственное объединение "Ждановтяжма(Ч)" и Ждановский металлургический институт (71) Заявители (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

КОНСТРУК(1ИОННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии,1 а именно к производству сталей.

Известен способ термической обработки конструкционных сталей, включающий закалку заготовок, нагретых до температур

4050-1150 С, отпуск 400-440 С, повторную закалку от температур 850-870 С и последующий отпуск при 370-570 С.

О

Способ обеспечивает получение механических свойств на ровне Ъ (75,0 кг/мм ()

ЕН =4,0 кгм/см (1).

Недостатками известного способа термообработки является низкая ударная вязкость (особенно в сердцевине заготовок сечением более 100 мм), а также высот% . кие остаточные . микронапряжения, возникающие в результате закалки от температур 1050-1150 С и связанная с этим повышенная опасность возникновения треUl ин

Известен также способ закалки легированной стали, включающий предварительную закалку с температур(. на 10-80 С, О превышающих оптимальную температуру

2 закалки, принятую для данной марки стали. (А +20 — 30оС), повторную закалку с от температур„соответствующих 3-фазному состоянию (феррнт + карбид + аустенит), с выдержкой при этой же температуре, не допускающей полного растворения н коагуляции карбидов (не более 30 мнн), и последующий отпуск при 150 — 56CPC.

Механический свойства, получаемые в результате применения известного способа термообработки, составляют 5> =80,0 кг/

/мм; Og =6,2 кгм/сьР, на расстоянии

1/3 радиуса заготовки и Ьг =72,0 кг/

/мм " н Ъ -3,8 кгм/см в сердцевине

)1 заготовки диаметром 200 мм 2).

Недостатком указанного способа является низкий комплекс механических свойств в сердцевине заготовки. Это связано с тем, что нерастворенные при нагреве в интервале температур, соответствующих 3-фазному состоянию (А +А ), карбиды, уменьшают легированность аустенита, а также служат дополнительными

Таблица 1

Критические точки, С

Содержание, %

Б ) Р СР (Mq ivlo

АС1 Ас Ь

0,40 0,31 Оь71 Оэ013 0,011 0,74 1,34 0,15

720

790

Таблица 2 ехан ические св ой ст ва

1/3 рад сердцевина темп лки кг к

Он мм с кг см кгм

Q-—

H см время выдержки, (мин) Известный

Закалка

1 100пС

Отпуск 860

4200С

Закалка от 920 С 760

120 550 75,0 4,0 . 68,0 3,0

5 550 80,0 6,0 7,0 3,5

3 840i центрами образования новой фазы при последующем Охлаждении.

Бель изобретения — повышение долговечности изделий за счет получения высокого комплекса механических свойств Ь 7 80,0 Kl /ìì; Он 7r 10,0 кгм/см в

%, 2, сечениях более 100 мм.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки, включающему предварительную обработку-закалку, повторную закалку из интервала температур соответствующих

3-фазному состоянию (А +А b) и последующий отпуск в качестве предварительной обработки используют нормализацию от оптимальной для данной марки стали .температур (т.е. А +20 — 30 С), а при температуре повторной закалки (т.е. в интервале А —, A ) производят выдержку

2-10 ss.

Применение в качестве предварительной обработки нормализации от оптимальных температур позволяет по сравнению с закалкой or температур на 10-80 С выше оптимальной получить более дисперсную 25 структуру за счет более низкой температуры нагрева и двойной перекристаллизаЭ.З

Детали подвергают термической о6работке, по режимам, приведенным в табл. 2. Из термообработанных деталей на расстоянии 1/3 радиуса от поверхности и из сердцевины выреза- 40 ции (при нагреве Ж ; и при охлаждении - о ), Нагрев в межэлектрическом интервале температур Ас - . Лс ) приводит к образованию 3-фазной структуры (феррит + аустенит + карбиды) высокой дисперсности, так как при переходе точки Ас происходит перекр исталлизацияобразование новых мелких зерен новой фазы. Выдержка при указанных температурах приводит к растворению карбидной фазы, перераспределению лсгируюших элементов и углерода между ферритом и аус— тенитом, Концентрация легируюших элементов и углерода в аустеняте повышается, что приводит к увеличению ирокаливаемости, т.е. уменьшению количества немартенситных продуктов превращения аустенита при заКалке, а значит и к лучшему комплексу механических свойств после высокого отпуска.

Сравнение свойств стали, обработанной по известному и предлагаемому режимам, производят на изделиях диаметром

200 мм и высотой 200 мм из стали

40 ХНМА. Химический состав и критические точки исследуемой стали приведены в табл, 1. ют заготовки для изготовления разрывных и ударных образцов. Испытания механических свойств производят по существующей технологии, а результаты приведены в табл. 2.

840142

Продолжение . табл. 2

15 550 82 0 6,8 72,0 3, 8

30 550 82,0 7,0 72,0 4,Q

15 550 82,0 7,2 75 0 4,5

3 То же 760

760

Предлагаемый Нормали- 760

5 . зация

60 550 82,0 8,6 79,0 6 0

120 550 85,0 10,8 82,0 10,0

То же 760

Нормали- 760 зация Ъ

8600С

300 550 89,0 12,9 88,0 10,8

600 550 92,0 13,2 92,0 1 1,2

900 550 92,0 13,4 91,0 11,5

760

760

10

760

Составитель А. Ляпунов

Редактор С. Патрушева Техред Ж.Кастелевяч Корректор Ю.Макаренко

Заказ 4668/35 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, yt., Проектная, 4

Как видно из табл. 2, механические свойства заготовок, обработанных по известным режимам, (варианты 1-4) низки, особенно ударная вязкость в сердцевине (0 ) =3-4 кгм/см ), Замена предЯ н о варительной закалки or 920 С на нормализацию от 860 С (вариант 5) по—

О вышает величину ударной вязкости и предела текучести (й = 75,0 кгlмм

О..

С н.=4,5 кгм/см ), Однако такой комп "т лекс свойств часто не обеспечивает долговечности изделий, Увеличение выдержки при закалке приводит к повышению комплекса механических свойств, но только выдержка 2 ч (вариант 7) позволяет получить необходимый уровень свойств (о =82,0 кг/мм, Оц=10,0 кгм/см" ).

Выдержка 10 ч и более (варианты 9-10) приводит к получению практически одинакового комплекса механических свойств (Ь =92,0 кг/мм )О, =11,2 кгм/см).Таким образом, наиболее эффективна выдержка 5-10 ч. Полученные при этом свойства в сердцевине заготовок составляютЪ. =8,8 кг/мН; зю

Формула изобретения

Способ термической обработки констI

3S рукционной стали, включающий закалку после выдержки при температуре А -А с последующим отпуском, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения высокого комплекса механических свой4Ю .ств перед закалкой проводят нормализа) цию при 820-880ОС, выдержку при температуре Ас -А - осуществляют в течение 2-10 ч, 45

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство . СССР

No. 290925, кл. С 21@ 1/78, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

% 381695, кл. С 21 1/56, 1971.