Способ закалки изделий

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ с.еиюз Севетсиих

Социанистическии

Республик (n)863670 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170979 (21) 2819808/22-02 (51)М. Кл З с присоединением заявки ЙоС 21 0 1/56

ГосударственныЯ комнтет

СССР по дедам нзобретеннЯ в открытнЯ (23) Приоритет

Опубликовано 150981 Бюллетень Н9 34

Дата опубликования описания 150981 (5З) НЖ 621. 785. .65(088;8) (72) Автор изобретения

A.Ø.Øíåéäåðìàí (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к машиност. роению и может быть использовано.при термической обработке изделий из высокопрочных легированных сталей, от которых требуется сохранение высокой прочности при повышенной температуре, в частности при термической обработке инструментальных легированных сталей, из которых изготавливается инструмент для горячей протяжки, высадки, прессования и литья под давлением.

Известен способ термической обработки стали в вакууме, по которому после нагрева изделий из стали в вакуумной печи они закаливаются в нейт= ральном газе. Б этом случае принимаются особые меры для форсированной цириуляции охлаждающего агента для обеспечения критической скорости за калки Г11.

Однако этот способ не обеспечивает высокой теплостойкости стали.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, включающий нагрев изделия в вакуумной камере до температуры закалки и охлаждение в той же камере жидким или газообразным охладителем до температуры меньше 0 С. Длительность охлаждения до отрицательных температур не превышает 30 с Г21.

Однако при закалке - на мартенсит не используются имеющиеся резервы повышения теплостойкости стали, связанные с субструктурным упрочнением твердого раствора.

Цель изобретения — повышение теплостойкости легированных инструментальных сталей за счет иэмеиения характера структуры, образующейся в процессе закалки, н получения распада переохлажденного аустенита в верх.нем бейнитном интервале. Такая структура может быть получена применением предлагаемого способа охлаждения при закалке, обеспечивающего быстрое охлаждение при высоких температурах, что гарантирует для выбран-.. ных марок сталей отсутствие распада переохлажденного аустенита при субкритических температурах, и замедленное охлаждение в бейнитном интервале температур.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу закалки изделий, включающему нагрев в вакуумной печи, выдержку и охлаждение изделия, последнее осуществляется нейтральным гаЗО зом (азотом) со средней скоростью

863670!

15

Способ закалки от 1150 С после выдержки 1 ч

Показатель по предлагаемому охлаждение в масле

Твердость HRC после закалки

43,0

51 0 после первого отпуска

50,5

43,5 после второго отпуска

47,0

42,0 после выдержки

6 ч при 650 С

42,0

38,0 .

Формула изобретения

50-250 град/мин в интервале от температуры нагрева до 550.-600 С и далее со скоростью 5-10 град/мин от

500 до 100ОС с образованием структуры верхнего бейнита. Реализуемые предлагаемым способом скорости охлаждения при закалке определяют выбор инструментальных легированных теплостойких марок сталей (стали должны обладать достаточной устойчивосТью переохлажденного аустенита в облас- . ти диффузионного распада и развитой бейнитной областью, l

Пример. Проводится термическая обработка по предлагаемому способу широко применяемой для изготовления пресс-форм литья под давлением медных сплавов и штампов для горячего деформирования стали ЗХ2В8Ф по

ГОСТ 5960-73, имеющей следующий химический состав, Ъ: С 0,35; Si

0,15; Мп 0,34; W 8,90; Cr 2,24,Н

0,41; S 0,017; P 0,013.

Образцы нагреваются в нагревательной камере вакуумной печи СЭВ

3, 3/11,5 МО3 при давлении 5. 10 мм рт. ст. до 1150ОС, выдерживают 1 ч, а затем перемещают в камеру охлаждения и одновременно производят заполнение печи азотом из азотопровода, давление газа. в котором 1 атм.

После выравнивания давлений в азотоПолученные данные свидетельствуют о значительном повышении теплостойкости стали ЗХ2В8Ф после ее закалки по предлагаемому способу.

Использование предлагаемого способа закалки изделий из теплостойких легированных сталей обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: возможность повы åH« теплостойкости стали за счет субструктурного упрочнения твердого раствора без увеличения содержания легирующих элементов, возможность уменьшения коробления изделий, что практически исключает необходимость проводе и в печи подача газа прекращается. Средняя скорость охлажде ния от 1150 до 600 С в начальный период подачи нейтрального газа

175 град/мин, в дальнейшем из-эа уменьшения разности давлений в азотопроводе и печи и прекращения поступления азота скорость резко снижается и составляет в среднем 8 град/мин в интервале 500-100 С.

Свойства стали, полученные после такой закалки, сравнивают со свойствами стали, закаленной по известному способу с охлаждением в масле после выдержки 1 ч при 1150 С.

Отпуск проводят при 650 С 2 ч.

При образовании структуры верхнего бейнита после закалки по предлагаемому способу наблюдается повышенное количество остаточного аустенита, распад которого происходит в основном в процессе охлаждения после отпуска.

Поэтому для получения сравниваемых результатов проводят двухкратный отпуск образцов, что исключает влияние вторичной закалки после отпуска на полученные результаты. Для оценки теплостойкости сравниваемые образцы подвергают дополнительному нагреву на 650 С с выдержкой 6 ч. Результаты испытаяий приведены в таблице. дополнительной обработки после термической, что значительно повышает стойкость изделий в условиях эксплуатации при повышенной температуре и снижает затраты труда на изготовление изделий из указанных сталей.

1. Способ закалки иэделий, преимущественно из теплостойких сталей, включающий нагрев в вакуумной печи, d5 выдержку и последующее охлаждение

863670

Составитель A.Ëÿïóíàâ

Техред Л. Пекарь Корректор E.Рошко, Редактор М.Петрова

Заказ 7705/40 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 нейтральным газом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения теплостойкости сталей, охлаждение,нейтральным газом ведут при избыточном ,давлении со скоростью 50-250 град/мин до 550-600 С и, со скоростью 510 град/мин до 100 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч à юшийся тем, что в качестве нейтрального газа используют азот с избыточным давлением 1.атм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Металловедение и термическая обработка металлов", 1978, 9 5,,с.3638.

2. Патент Англии 9 1452062 кл. С 21Э 1/62, опублик.1972.