RU1788045C - Method of quenching high-speed steel - Google Patents

Method of quenching high-speed steel

Info

Publication number
RU1788045C
RU1788045C SU904861452A SU4861452A RU1788045C RU 1788045 C RU1788045 C RU 1788045C SU 904861452 A SU904861452 A SU 904861452A SU 4861452 A SU4861452 A SU 4861452A RU 1788045 C RU1788045 C RU 1788045C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
cooling
products
carried out
cooled
Prior art date
Application number
SU904861452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Кобаско
Артем Артемович Халатов
Наталия Степановна Загородняя
Христо Тодоров Трифонов
Грозданка Филипова Петкова
Георги Костадинов Георгиев
Original Assignee
Институт технической теплофизики АН УССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт технической теплофизики АН УССР filed Critical Институт технической теплофизики АН УССР
Priority to SU904861452A priority Critical patent/RU1788045C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1788045C publication Critical patent/RU1788045C/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : способ включает циклический многократный нагрев и охлаждение, при этом на всех этапах охлаждение осуществл ют в жидкой среде до конца пузырькового кипени  со скоростью 0,25 а ГГ - Тк)/К-, V Ј а(Т Тк)/К. где а - температуропроводность стали; Т - температура в центре детали; К - коэффициент формы Кондратьева; V - скорость охлаждени  центра детали, причем на первом и последнем этапах издели  охлаждают, поддержива  температуру пристенного кип щего сло  на уровне 120 f 350°C, на промежуточном этапе изделие охлаждают до температуры АСз + (20,..40°С), поддержива  температуру пристенного кип щего сло  на уровне 100 - 120°С. Причем дл  изделий простой формы охлаждение ведут от стандартной температуры, а дл  изделий сложной формы - от температуры на 40 - 60° ниже стандартной. со СSUMMARY OF THE INVENTION: the method includes cyclic multiple heating and cooling, wherein at all stages the cooling is carried out in a liquid medium until the end of bubble boiling at a rate of 0.25 a GG - Tk) / K-, V Ј a (T Tk) / K. where a is the thermal diffusivity of steel; T is the temperature in the center of the part; K is the coefficient of the form of Kondratiev; V is the cooling rate of the center of the part, and in the first and last stages, the products are cooled, maintaining the temperature of the wall fluidized bed at a level of 120 f 350 ° C; in the intermediate stage, the product is cooled to a temperature of AC3 + (20, .. 40 ° C) maintaining the temperature of the wall fluidized bed at a level of 100-120 ° C. Moreover, for products of a simple form, cooling is carried out from a standard temperature, and for products of a complex form, from a temperature of 40-60 ° C; below standard. with C

Description

Изобретение относитс  к термической обработке металлов и может быть использовано при термоупрочнении инструмента , изготовленного из быстрорежущих сталей.The invention relates to the heat treatment of metals and can be used in the hardening of tools made of high speed steels.

Известен способ закалки деталей, изготовленных из высоколегированных марок сталей, позвол ющей вести процесс интенсивного охлаждени  в мартенситном интервале без опасени  образовани  закалочных трещин. Суть способа заключаетс  в том, что процесс интенсивного охлаждени  ведут до момента достижени  максимальных сжимающих напр жений на поверхности закаливаемых деталей, соответствующих оптимальной глубине закаленного сло , после чего осуществл етс  изотермическа  выдержка при температуре начала мартен- ситного превращени  до полного распадаA known method for hardening parts made of high alloy steel grades, allowing intensive cooling in the martensitic interval without fear of hardening cracks. The essence of the method is that the intensive cooling process is carried out until the maximum compressive stresses on the surface of the hardened parts are reached, corresponding to the optimum depth of the hardened layer, after which isothermal exposure is carried out at the temperature of the onset of martensitic transformation until complete decomposition

переохлажденного аустенита в центральных сло х.supercooled austenite in the central layers.

Недостаток этого способа в том, что недостаточно термоупрочн етс  сердцевина. Общим недостатком рассмотренных способов  вл етс  то, что при одноразовой закалке не могут быть достигнуты достаточно высокие механические свойства металла, что снижает стойкость и работоспособность инструмента.The disadvantage of this method is that the core is not thermally hardened enough. A common disadvantage of the considered methods is that with a single hardening, sufficiently high mechanical properties of the metal cannot be achieved, which reduces the tool life and performance.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий циклический 3 - 5-кратный нагрев и охлаждение , причем последний нагрев до верхней температуры термоцйклировани  совмещают с нагревом под закалку по стандартному режиму, отличающийс  тем, что сThe closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of heat treatment of high speed steel, including cyclic 3-5 times heating and cooling, the last heating to the upper temperature of thermal cycling combined with quenching heating according to the standard mode, characterized in that

vj 00vj 00

ооoo

о Jabout j

СПJoint venture

целью-повышени  прочности, твердости и красностойкости, нагрев в первом цикле провод т до температуры, закалки, охлаждение до A-I - (210...215°С), а обработку в последующих циклах провод т в интервале АС1 - (2Ю...215°С) Асз + (35...40°С) (2).the goal is to increase strength, hardness and redness, heating in the first cycle is carried out to temperature, quenching, cooling to AI - (210 ... 215 ° С), and processing in subsequent cycles is carried out in the range AC1 - (2 ... 215 ° C) Ac3 + (35 ... 40 ° C) (2).

Недостаток прототипа состоит в том, что многоцикловый нагрев и охлаждение осуществл етс  путем многократного прохождени  только через критические точки АС1 и Асз. При этом не используютс  возможности многократного прохождени  через область мартенситных превращений, способствующа  повышению механических свойств металла за счет измельчени  зерна и создани  высокой плотности дислокаций в материале. The disadvantage of the prototype is that multi-cycle heating and cooling is carried out by repeatedly passing only through the critical points AC1 and AC3. In this case, the possibilities of multiple passage through the region of martensitic transformations are not used, contributing to an increase in the mechanical properties of the metal due to grain refinement and the creation of a high density of dislocations in the material.

Многократна  закалка с образованием мартенсита не используетс  по той простой причине, что в услови х интенсивного охлаждени  наблюдаетс  образование закалочных трещин.Repeated quenching with the formation of martensite is not used for the simple reason that hardening cracks are observed under conditions of intensive cooling.

Дл  устранени  трещинообразовани  в услови х интенсивного охлаждени  и повышени  долговечности работы инструмента предложен способ закалки быстрорежущих сталей, включающий циклический многократный нагрев и охлаждение, отличающийс  тем, что дл  изделий простой конфигурации на всех этапах охлаждени  осуществл ют в жидкой среде до конца пузырькового кипени  со скоростьюTo eliminate cracking under conditions of intensive cooling and increase the durability of the tool, a method for hardening high-speed steels is proposed, which includes cyclic multiple heating and cooling, characterized in that for products of simple configuration at all stages of cooling, they are carried out in a liquid medium to the end of bubble boiling at a rate

0,253(1-10 а(Т-Тк) КV К0.253 (1-10 a (T-Tk) KV K

причем на первом и последнем этапах издели  охлаждают, поддержива  температуру пристенного кип щего сло  на уровне 120...350°С, на промежуточном этапе изделие охлаждают от температуры АСз+ +(20...40°С), поддержива  температуру при- стенного кип щего сло  на уровне 100...120°С, причем дл  изделий простой формы охлаждение ведут -от стандартной температуры нагрева под закалку, а дл  изделий сложной формы от температуры на 40 - 60°С ниже стандартной.moreover, at the first and last stages, the products are cooled, maintaining the temperature of the wall fluidized bed at the level of 120 ... 350 ° С, at the intermediate stage, the product is cooled from the temperature АСз + + (20 ... 40 ° С), maintaining the temperature of the wall fluidized bed at a level of 100 ... 120 ° C, moreover, for products of simple form, cooling is carried out from the standard heating temperature for hardening, and for products of complex shape from a temperature of 40-60 ° C below the standard.

Предложенный способ термической обработки стальных изделий позвол ет повысить стойкость инструмента и устранить возможность образовани  закалочных трещин в услови х ийтенсивного охлаждени .The proposed method of heat treatment of steel products makes it possible to increase tool life and eliminate the possibility of hardening cracks under intensive cooling.

Ниже излагаетс  сущность предложенного способа на примере многократной закалки быстрорежущих сталей.The essence of the proposed method is described below on the example of multiple hardening of high speed steels.

На первом этагШ охлаждени  сталь Р6М5 нагревают до температуры 1200°С - 1220°С, в результате чего происходит растворение карбидов, а температура начала мартенситного превращени  (Мн) находитс  в интервале 150 - 200°С.At the first stage of cooling, P6M5 steel is heated to a temperature of 1200 ° C - 1220 ° C, as a result of which carbides dissolve, and the temperature of the onset of martensitic transformation (Mn) is in the range of 150-200 ° C.

Охлажда  нагретую деталь или инструмент от указанной температуры, например, в концентрированном растворе CaCl2 (p 1300 - 1360 кг/м, имеющей температуру кипени  пристенного сло  120° и выше можно частично на участке пузырькового кипени  задержать превращение аустенита в мартенсит. При этом в область пузырькового кипени  достигаетс  очень интенсивное охлаждение, наблюдаетс  вакансионна  закалка аустенита и частичное превращение аустенита в мартенсит (50%). Поэтому в этом случае устран етс  возможность образовани  закалочных трещин. При повторном нагреве до температуры Асз + (35 - 40°С), т.е. 900 - 920°С происходит измельчение и выделение карбидов и одновременно происходит аустенизаци  материала. При охлаждении от температуры 900 - 920°С, ввиду меньшего количества растворени  карбидов, повышаетс  Мн. ПоэтомуCooling a heated part or tool from the indicated temperature, for example, in a concentrated CaCl2 solution (p 1300 - 1360 kg / m, having a boiling point of the wall layer of 120 ° or higher, you can partially delay the transformation of austenite to martensite in the bubble boiling section. During boiling, very intense cooling is achieved, vacancy hardening of austenite and partial conversion of austenite to martensite (50%) are observed. Therefore, the possibility of hardening cracks is eliminated. m heating to Ac3 + temperature (35 - 40 ° С), i.e. 900 - 920 ° С, carbides are crushed and precipitated, and the material is austenized at the same time.When cooled from a temperature of 900 - 920 ° С, due to the lower amount of carbide dissolution, Mn therefore increases

при повторном охлаждении в водных растворах оптимальной концентрации, имеющих температуру.кипени  пристенного сло  100 - 150°С достигаетс  высока  скорость охлаждени  материала со сверхкритической скоростью, так как основна  масса превращени  аустенита в мартенсит в этом случае прекращаетс  во врем  достижени  максимальных сжимающих напр жений на поверхности закаливаемых деталей, которые определ ютс  расчетным путем. Поэтому на этом этапе также исключаетс  возможность образовани  закалочных трещин .upon repeated cooling in aqueous solutions of optimum concentration having a temperature of 100–150 ° C in the wall layer, a high cooling rate of the material is achieved at a supercritical rate, since the bulk of the conversion of austenite to martensite in this case ceases when the maximum compressive stresses on the surface are reached hardened parts, which are determined by calculation. Therefore, hardening cracks are also excluded at this stage.

Окончательный нагрев под закалку осуществл етс  от температуры аустенизации, котора  на 20 - 60°С ниже обычно прин той. Охлаждение осуществл етс  в концентрированном растворе CaCl2 ( р 1300 - -1360 кг/м до момента окончани  пузырькового кипени  и дальше осуществл етс  охлаждение на воздухе и трехкратный отпуск по стандартной технологии.The final quenching heating is carried out from the austenitization temperature, which is 20-60 ° C lower than usually accepted. Cooling is carried out in a concentrated solution of CaCl2 (p 1300 - -1360 kg / m until the bubble boiling terminates, and then cooling in air and three times tempering are carried out according to standard technology.

Новизна разработанной технологии за- ключаетс  в том, что при многоцикловом нагреве и охлаждении температура начала мартенситных превращений (Мн) смещаетс  в область более высоких температур с тем, чтобы в области пузырькового кипени  обеспечить сверхкритическую скорость охлаждени  в мартенситном интервале и на каждом этапе охлаждени  осуществл етс  регулирование температуры кипени  пристенного сло , значение которой зависит отThe novelty of the developed technology consists in the fact that, with multi-cycle heating and cooling, the temperature of the onset of martensitic transformations (Mn) is shifted to a region of higher temperatures in order to ensure a supercritical cooling rate in the martensitic range in the region of bubble boiling and at each stage of cooling control of the boiling temperature of the wall layer, the value of which depends on

количества растворенных карбидов в аусте- ните.amounts of dissolved carbides in austenite.

Предложенный способ закалки быстрорежущих сталей имеет р д преимуществ:The proposed method for hardening high-speed steels has a number of advantages:

способ позвол ет устранить щелочные среды, примен емые дл  гор чих ванн, и масло, которые  вл ютс  экологически вредными веществами;the method eliminates alkaline environments used for hot baths and oil, which are environmentally harmful substances;

по сравнению с прототипом долговечность работы инструмента увеличиваетс  в 1,5 - 2 раза;in comparison with the prototype, the tool life is increased by 1.5-2 times;

увеличиваетс  производительность труда за счет интенсификации охлаждени  инструмента в водных растворах на 80%;labor productivity is increased due to the intensification of tool cooling in aqueous solutions by 80%;

отпадает необходимость предварительной термической обработки материала (улучшени ).there is no need for preliminary heat treatment of the material (improvement).

Claims (1)

Формула изобретени The claims Способ закалки быстрорежущей стали, включающий циклический нагрев и охлаждение , отличающийс  тем, что, с целью повышени  стойкости и устранени  трещинообразовани , охлаждение на всех этапах осуществл ют в жидкой среде до конца пузырькового кипени  со скоростьюA method for hardening high-speed steel, comprising cyclic heating and cooling, characterized in that, in order to increase the resistance and eliminate crack formation, cooling at all stages is carried out in a liquid medium until the end of bubble boiling at a rate 0,25а (Т - Т,с)/К V а/Т - ТК)/К, где а - температуропроводность стали;0.25a (T - T, s) / K V a / T - TK) / K, where a is the thermal diffusivity of steel; Т - температура в центре детали;T is the temperature in the center of the part; К-коэффициент формы Кондратьева;K-coefficient form Kondratiev; V - скорость охлаждени  центра детали;V is the cooling rate of the center of the part; Тк - температура кипени  пристенного сло , причем на первом и последнем этапах издели  охлаждают, поддержива  температуру пристенного кип щего сло  на уровне 120 т- 350°С, на промежуточном этапе изде- лие охлаждают от температуры АСэ + (20 - 40°С), поддержива  температуру пристенного кип щего сло  на уровне 100 - 120°С, причем дл  изделий простой формы охлаждение ведут от стандартной температуры нагрева под закалку, а дл  издели  сложной формы - от температуры на 40 г 60°С ниже стандартной.Tk is the boiling temperature of the wall layer, and at the first and last stages, the products are cooled, maintaining the temperature of the wall boiling layer at the level of 120 t-350 ° C, at the intermediate stage the product is cooled from ACE + temperature (20 - 40 ° C), maintaining the temperature of the wall fluidized bed at a level of 100 - 120 ° C, moreover, for products of simple form, cooling is carried out from the standard heating temperature for hardening, and for a product of complex shape - from a temperature of 40 g 60 ° C below the standard.
SU904861452A 1990-07-09 1990-07-09 Method of quenching high-speed steel RU1788045C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904861452A RU1788045C (en) 1990-07-09 1990-07-09 Method of quenching high-speed steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904861452A RU1788045C (en) 1990-07-09 1990-07-09 Method of quenching high-speed steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1788045C true RU1788045C (en) 1993-01-15

Family

ID=21533342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904861452A RU1788045C (en) 1990-07-09 1990-07-09 Method of quenching high-speed steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1788045C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109762965A (en) * 2019-02-01 2019-05-17 哈尔滨工业大学(威海) A kind of continuous online preparation method of ultra-high strength and toughness Mn-B steel construction piece

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1215361,кл. С 21 D 1/76, 1988. Авторское свидетельство СССР № 1516499,кл. С 21 D 9/22,1987. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109762965A (en) * 2019-02-01 2019-05-17 哈尔滨工业大学(威海) A kind of continuous online preparation method of ultra-high strength and toughness Mn-B steel construction piece
CN109762965B (en) * 2019-02-01 2024-04-16 哈尔滨工业大学(威海) Continuous online preparation method of Mn-B steel structural part with super high toughness

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5876523A (en) Method of producing spheroidal graphite cast iron article
Winczek et al. Dilatometric and hardness analysis of C45 steel tempering with different heating-up rates
RU1788045C (en) Method of quenching high-speed steel
Kobasko Quench process optimization for receiving super strong materials
JPS6286125A (en) Production of hot rolled steel products having high strength and high toughness
CN108424999B (en) A kind of heat treatment process of shallow-tank separator driving chain components
JPS63161117A (en) Production of hot rolled steel products having high strength and high toughness
US4431464A (en) Salt bath quenching method and apparatus
US3009843A (en) Steel products and method for producing same
Totten et al. Overview of intensive-quenching processes
SU1087556A1 (en) Method for heat treating spur gears
Korshunov et al. Structure and Wear Resistance of Laser Treated U 8 Steel
SU914645A1 (en) Method for heat treating rails
JPH0387312A (en) Steel hardening using liquid cooling medium
SU1475932A1 (en) Method of deep and surface hardening of steel articles
SU956580A1 (en) Process for treating chromium-nickel steels
GB2182675A (en) A method of making components of bainitic steel
RU2219251C2 (en) Method of hardening large-sized steel articles
SU432212A1 (en) METHOD OF THERMAL TREATMENT OF LARGE-SIZE PRODUCTS FROM STEELS OF MARTENIETIC AND MARTENSITO-FERRITE CLASSES
SU1518391A1 (en) Method of thermal treatment of work
SU899683A1 (en) Method for heat treating of parts
JP3544625B2 (en) Hot-rolled direct-quenched steel bar and its manufacturing method
JPH0335363B2 (en)
Alexandru et al. Contributions to the Study of the Increase of Durability of High-Alloyed Tool Steels by Thermal Treatments at Cryogenic Temperatures
RU2010868C1 (en) Method of thermal treatment of the articles