Способ термической обработки деталей из высокохромистых сталей

 

ОП ИСАКИЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеез Советск мк

Сецмаяметмческмк

Республик

<п>988883 (6I ) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлемо 12.06.81 (2() 3302239/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.83-Бюллетень М 2 (51)М. Кл.

С 21> 2/78

Гевудэретееивй кеиктет

СССР юо лвлзи кзввретемяя и втврытик (53) >CLKe2S.785. .79(088.8) Дата опубликования описания 15к01-83

В. С. Попов, Н. Н. Брыков, М. И. А

Н. С. Дмитрнченко и П. Г. у ф т $ т " (-, 1:w уъ у т . с.

Запорожский машиностроительный m4gm "-- --.-- ;.

° »» им. В. Я. Чубаря

"+ -ас, "-:» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ!

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано при изготовлении деталей из высокохромистых низкс - и среднеуглеро дистых сталей типа Х13, работающих в условиях .абразивного изнашивания.

Известен способ термической обрабов» ки деталей из высокохромистых сталей типа Х13, включающий цементашпо до

I0 насыщения поверхностного сФоя углерод дом не менее 2% при 1050 С, закалку после подстуживания оз 900-1000 С с последующим отпуском р 1 ) .

Однако в результате обработки деталей из высокохромистых сталей по этому способу снижается пластичность поверхностного слоя и повышается его хрупкость, в результате чего не достигается достаточно высокой иэносостойкости, не уО обходнмой: для работы деталей в условиях абразивного изнашивания.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки деталей из высо2 кохромистых сталей, включающий пем<жтанию при 1050-1100 С до насьпцения поверхностного слоя углеродом на. 2,34% и непосредственно после нементании и подстуживания до 900-950 С, закалку к отпуск (2 J .

Известный способ имеет следующие недостатки: в течение времени, необходимого для насьпцения поверхностного слоя углеродом на 2,3 — 4% при температуре цементации 1050-1080 С про исходит интенсивный рост зерна в сердцевине и в переходной зоне нементован ного слоя, особенно в низкоуглерадистых сталях, что приводит к резкому снижению пластичности детали. Кроме того, на по верхности детали нри немейтанни образуется тонкий белый слой сплошных кар бидов хрома и железа, который снижает прочность и пластичность деталей в 34 раза. Закалка от температур 900-950 С обеспечивает получение мартенситной стра ктуры в нементованном слое. Детали с такой структурой поверхнОстного слоя имеют износостойкос. для работы в услови нашивания.

Цель изобретения состойкости и пласт хромистых сталей.

Поставленная пель что согласно способ ботки деталей из вы лей, включающему ц щения поверхности уг и закалку, цементаци о

1020 С, затем детали кислительной атмосф

30-160 С/ч до 103 вляют выдержку при

Безокислнтельную путем уменьшения на собности среды до та цементация прекратил дило окисление цемен

При цементации вь ко- и среднеуглероди

1020 С происходит на о ного слоя детали угл ции выше 2,3% на не

Так как температура у прототипа, рост зер переходной зоне цеме чительно уменьшаетс тали, обусловленная ки, выше, чем в изве

При цементации п собу на поверхности сплошных карбидов. П детали от температур

1020 С до температ

1080 С со скорость ходит растворение ка в цементированном сл тично и белого карбид ности. При этом матр слоя обогащается хро делившимися при раст чивает повышение из ванного слоя при работе в условиях абра зивного изнашивания.

При скорости нагрева менее 30 С/ч происходит рост зерна в цементованном слое что снижает пластичность детали.

° о

При скорости нагрева выше 160 С/ч не происходит достаточно полного растворения карбидов. В процессе выдержки без дальнейшего науглерожнвания происходит уменьшение перепада концентрацией угле- M рода по глубине цементованного слоя за, счет диффузии углерода с поверхностного слоя вглубь детали. При этом слой сплошПример. Проводится обработка деталей - прессовочных пластин прес хум, изготовленных из сталей 20х13. Состав стали: 0,18% углерода, 12,9% хрома, оотальное - железо. Детали подвергаются цементации в карбюризаторе 10 ч до насыщения поверхностного слоя углеродом на 2,3% на глубину 1 5 мм. В качестве карбюризатора используют смесь равных частей свежего н отработанного бондюжского карбюризатора и 15% кальпинированной соды (МЦ СО ). Цементацию для трех

3 ° 9М883 4 ть, недостаточную ных карбидов полностью устраняется. Выях абразивного из- держка в 1 ч достаточна для полного уда ления белого карбидного слоя. Дальнейшее

- повышение изнс - увеЛичение времени выдержки нежелательичностн из высоко- но из-за роста зерна.

Таким образом, в результате нзотермидостигается тем, ческой выдержки при 1030-1080 С уменьу термической обра- шается хрупкость поверхностного слоя и сокохромистых ста- повышается его пластичность. ементацию до пасы- 1о После закалки от 1030-1080 С струк леродом выше 2,3% тура цементованного слоя состоит на 50ю проводят при 970- 70% из остаточного аустенита. Аустенит нагревают в безо- под воздействием абразивных частиц в ере со скоростью йроцессе изнашивания упрочняется за счет

0,1080ОС и осущес 5 фазовых пРевРащений, мелкодиспеРсных. выэт<>й теературр д ыений карбидов по лоскостям скольжеатмосферу получают ния создания больших дислокаций IUIoTHoc» углероживающей спо тей, равномерно распределенных в объеме кой степени, чтобы и др. Так, если до изнашивания цементоась, но и не происхо ванный слой имеет твердость 600-700 кг/ тованной поверхности. мм, то в процессе изнашивания твер0IcoKoxpoMHcTbIx низ дость возрастает до 1200-1250 кг/мм. стых сталей при 970- Таким образом, обработка деталей из сыщение поверхност- высокохромистых низко- и среднеуглероеродом до концентра- >> дистых сталей предлагаемым способом обходимую глубину. обеспечивает высокую износостойкость и цементации ниже, чем пластичность деталей, работающих в уона в сердцевине н в ловиях абразивного изнашивания. Кроме нтованного слоя зна- того, снижается хрупкость цементованне я, и пластичность де- 30 го слоя. этим этапом обработ- При выдержке и закалке от температур

0 стном способе. ниже 1030 С,не происходит полного уда.о предлагаемому спо- ления белого карбидного слоя н не обеспедетали возникает слой чивается оптимального соотношения колири медленном нагреве 3g чества аустенита и мартенсита в слое, ы цементации 970- что приводит к повышению хрупкости обуры закалки 1030- . рабатываемых деталей и снижению износосю 30-160 С/ч проис- тойкости поверхностного слоя. рбидов, образованных Закаливание деталей от температур выое, в этом числе частиц ше 1080 С нецелесообразно, так как при ного слоя с поверх- этом происходит интенсивный рост зерна, ица цементированного снижается пластичность сердцевины, и, мом и углеродом, вы- несмотря на сравнительно высокую износооворении, что обеспе тойкость, механические свойства деталей носостойкости цемеито, резко снижаются.

Предлагаемый

1 970

2 1000

3 1020

4 970

1030

2,5

1030

30

2,3

1030

100

1,7

1030

2Э6

100

5 1000

1030

6 1020 100

17

1030

7 970 160

S 1000 160

2,6

1030

9 1020 160 1030

10 970 30 1060

2,2

1,6

11 1000 30 1060

1060 6-7

2,3

12 1020

1060

970 100

1000 100

1,7

1060

2,3

1060

100

15 1020

S .--. МЙЙВЗ 4

;-, ае @я при Равных относительнУю износостойксють деталей, р ура . 970 1000 и 1020 C.

В канщой группе детали нагревают до предлагаемого способа по сРавнению с про температуоы 1030, 1060 и 1080 С . тотипом. Испытаass проводит пословно че соответственно со скоростью 30, 100 и у Рез каждые 0.1 мм до глубины 1 мм1 60ФСУч Для уменьшения науглеродцщаю ПоЛУченные Яэиные сведены B таблйцУ шей способности среды после нагрева про- Из таблицы видно, что относительиаи водят разгерметизацию камеры и выдержи-. износостойкость деталей, обработанных по вают детали в Разгерметизированиой каме: предлагаемому способу, равна 1,3-2,6 в ре 1, ч при температуре, 1030, 1060 и 40 сравнении с эталоном, обработанным ro

108Î" С соответственно, от которых про- .прототипу, износостойкость которого уо водят закалку в масле. ловно принята за единицу. Причем максиЗатем на лабораторной установке, ими мальная нзностойкость, равна» 2,3-2,6, тируюшей услови» изнашивани» облицовок достигается при температуре цементации пресс-форм огнеупорного производства, про4 1000-1020 С, закалки 1030-106ФС и водится испытания образцов на стойкость скорости нагрева от температуры цемента к абразивному изнашиванию и определяют, ции до температуры закалки 3016(f Сlч.

988883

1,8

970 160

1060

160

1060

2,6

1060

160

2,4

1080

5-6

1,3

5-6

1080

2,0

1080

1,8

970 100

1080

1,4

100

1080

2,0

100

1080

1,8

160

1080

970

1,3

1,9

1000

160

1080

160

1080

1,7

Прототип

930

17 1000

18 1020

19 970

20 1000

21 1020

23 1 000

24 1020

; 27 1020

28 1090

Скорость оитамддения

Процовкеняе таблицы

Присущ ствует толщина 0,1 мм

Составитель Р. Клыкова

Техред М. Костик Корректор О. Билак

Редактор Е. Лазуренко

Заказ 10994/35 Гкраж- 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

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

9 .988883 l0

При температуре закалки 1080 G msoarre" пементадию до насышения поверхиост» угльная износостойкость несколько ниже и передом звав 2,3% и закалку, о т л исоставляет 1,7-2,0, что связано с правы- ч а ю m и.й с я тем, что, с келью повыного аустенита. Размер зерна в переходной ментапию проводят при 970-1020 С, эа зоне при этсй температуре составляет 4- тек детали нагревают в беэокислитепьной

5 баллов (no ГОСТУ 5639-65), что соов атмосфере со скоростью 30160 С/ч до ности детали. н этой температуре.

Таким образом, предлагаемый способ Io Источники инфармапин, обработки детали обеспечивает снижение. принятые во внимание при экспертизе хрупкости, повышение пластичности и из-, 1. Слободинский Н. H. и др. Науглероносостойкости при работе в условиях аб- живание высокохромистых сталей с пенью разивного изнашивания. повышения их износостойкости в абраяп

1$ ной среде. - Известия высших учебных заФ о р м у л а и з о б р е т е н и я ведений, Черная металлургия, 1976, k 2, с. 123-126.

Способ термической обработки деталей 2. Авторское свидетельство СССР иэ высокохромистых сталей, включаюший М 184094, кп. С 23 С 9/06, 1963.