RU2000339C1 - Method for heat treatment of steel - Google Patents

Method for heat treatment of steel

Info

Publication number
RU2000339C1
RU2000339C1 SU5055475A RU2000339C1 RU 2000339 C1 RU2000339 C1 RU 2000339C1 SU 5055475 A SU5055475 A SU 5055475A RU 2000339 C1 RU2000339 C1 RU 2000339C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electron beam
hardened
steels
steel
treated
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Григорьевич Исаков
Original Assignee
Исаков М.Г.
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 Исаков М.Г. filed Critical Исаков М.Г.
Priority to SU5055475 priority Critical patent/RU2000339C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2000339C1 publication Critical patent/RU2000339C1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использовано в машиностроении дл  обработки конструкционных , шарикоподшипниковых, быстрорежущих и инструментальных сталей. Цель - повышение эксплуатационной надежности деталей, выполненных из закаленных сталей , в том числе с покрыти ми. Сущность изобретени  заключаетс  в том. что закаленную сталь облучают пучком электронов, при этом температуру издели  поддерживают не выше 300°С. Положительный эффект заключаетс  в уменьшении уровн  остаточных микронапр жений, распаде остаточного аустенита, субструктурном упрочнении стали при сохранении ее исходной твердости .The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in mechanical engineering for machining structural, ball-bearing, high-speed and tool steels. The goal is to increase the operational reliability of parts made of hardened steels, including those with coatings. SUMMARY OF THE INVENTION that hardened steel is irradiated with an electron beam, while the temperature of the article is maintained at not higher than 300 ° C. The positive effect is to reduce the level of residual microstresses, decomposition of residual austenite, substructural hardening of the steel while maintaining its original hardness.

Description

7070

СWITH

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использовано в машиностроении и других област х техники дл  обработки конструкционных, шарикоподшипниковых , быстрорежущих и инструментальных сталей. В насто щее врем  в различных област х широко примен ютс  закаленные стали. Закалка стали позвол ет значительно повысить ее твердость. Однако это сопр жено с по влением в них высокого уровн  микронапр жений. Как правило, нанесенные на них покрыти  не обладают достаточной прочностью сцеплени . Дл  решени  этих проблем обычно используетс  отпуск, что позвол ет уменьшить остаточные микронапр жени , вызывает распад остаточного аустенита и выделение карбидов . Вместе с тем. применение отпуска не  вл етс  в р де случаев достаточно эффективным 1. Так, например, количество остаточного аустенита после стандартного отпуска высокоуглеродистых легированных сталей может колебатьс  от 5 до 30%, а остаточный аусте нит  вл етс  фазой, наличие которой не обеспечивает должной прочности сцеплени  стали с покрытием. Кроме того, после отпуска может сохран тьс  высокий уровень остаточных микронапр жений , что снижает сопротивление сталей разрушению и повышает их склонность к замедленному разрушению.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in mechanical engineering and other technical fields for the treatment of structural, ball-bearing, high-speed and tool steels. At present, hardened steels are widely used in various fields. Steel quenching can significantly increase its hardness. However, this is associated with the appearance of a high level of microstresses in them. Generally, coatings applied to them do not have sufficient adhesion strength. To solve these problems, tempering is usually used, which reduces residual microstresses, causes decomposition of residual austenite and precipitation of carbides. At the same time. the use of tempering is not quite effective in a number of cases 1. So, for example, the amount of residual austenite after standard tempering of high-carbon alloy steels can vary from 5 to 30%, and residual austenite is a phase, the presence of which does not provide adequate adhesion to the steel coated. In addition, after tempering, a high level of residual microstresses can be maintained, which reduces the resistance of steels to fracture and increases their tendency to delayed fracture.

Наиболее близким к за вленному  вл етс  способ, описанный в 2. В соответствии с ним закаленную сталь подвергают отпуску с дополнительным нагревом электронным пучком до температур 720-770°С. Способ позвол ет повысить усталостную прочность и коррозионную стойкость заClosest to the claimed is the method described in 2. In accordance with it, the hardened steel is subjected to tempering with additional electron beam heating to temperatures of 720-770 ° C. The method improves fatigue strength and corrosion resistance for

ю о о оu o o o o

СА) СОCA) CO

юYu

оabout

счет сн ти  поверхностных напр жений. Применение известного способа сопр жено с нагревом материала до высоких температур , а это приводит к снижению твердости, что в р де случаев, например. при обработке инструментальных сталей недопустимо. Така  релаксационна  обработка не приводит к упрочнению материала,counting surface stresses. The application of the known method involves heating the material to high temperatures, and this leads to a decrease in hardness, which in some cases, for example. when machining tool steels is unacceptable. Such relaxation treatment does not lead to hardening of the material,

Известен способ субструктурного упрочнени  материала термопластическим методом 3, основанном на создании в металле стабилизированных субповерхностей раздела, преп тствующих свободному перемещению дислокаций в пределах зерна путем комбинированного механического (пластическа  деформаци ) и теплового (нагрев ) воздействи  на обрабатываемый объект . В большинстве практически важных случаев реализаци  данного способа обработки затруднена из-за технологических сложностей.There is a known method of substructural hardening of a material by the thermoplastic method 3, based on the creation of stabilized interface subsurfaces in the metal, which prevent the free movement of dislocations within the grain by the combined mechanical (plastic deformation) and thermal (heating) effects on the workpiece. In most practically important cases, the implementation of this processing method is difficult due to technological difficulties.

Таким образом, перед автором сто ла задача создани  способа обработки сталей, который позвол л бы одновременно интенсифицировать процессы отпуска закаленных сталей и обеспечить их упрочнение,а в случае обработки закаленных сталей с покрытием подн ть прочность его сцеплени  с подложкой.Thus, the author was faced with the task of creating a method for processing steels that would simultaneously intensify tempering processes of hardened steels and ensure their hardening, and in the case of processing hardened steels with a coating, increase their adhesion to the substrate.

Дл  решени  указанной задачи предлагаетс  обработку закаленной стали электронным пучком вести при температурах ниже 300°С. Обработке могут быть подвергнуты стали с различными видами покрытий: гальваническими, напыленными, диффузионными, имплантированными. Кроме того покрыти  могут быть как металлические , так и неметаллические, а также многослойные.To solve this problem, it is proposed to treat hardened steel with an electron beam at temperatures below 300 ° C. Steel with various types of coatings can be processed: galvanic, sprayed, diffusion, implanted. In addition, coatings can be either metallic or non-metallic, as well as multi-layer.

Изобретение основано на эффекте взаимодействи  радиационных дефектов (вакансий и межузельных атомоё), возникающих в результате облучени  электронами высоких энергий (более 500 кэв) с дислокаци ми и их скоплени ми. В результате переползани  дислокаций происходит формирование субструктуры в мартенсите, близкой к полигональной, что вызывает в свою очередь снижение уровн  микронапр жений . Облучение способствует также образованию карбидов и распаду остаточного аустенита. Указанные процессы наиболее Эффективно протекают в области температур до 300°С, выше которой происходит интенсивный отжиг радиационных дефектов. Глубина обработки может достигать 1,5-2 мм.The invention is based on the effect of the interaction of radiation defects (vacancies and interstitial atoms) arising from irradiation with high energy electrons (more than 500 keV) with dislocations and their clusters. As a result of the creeping of dislocations, a substructure is formed in martensite, which is close to polygonal, which in turn causes a decrease in the level of microstresses. Irradiation also contributes to the formation of carbides and the decomposition of residual austenite. The indicated processes proceed most efficiently in the temperature range up to 300 ° C, above which intense annealing of radiation defects occurs. The processing depth can reach 1.5-2 mm.

Дл  доказательства осуществимости предложенного способа можно привести следующие сведени To prove the feasibility of the proposed method, the following information

Пример Облучение стали ШХ-15 (после стандартной термической обработки) пучком электронов с энергией 5 Мэв и флю- енсе 2 х 1016 эл/см2 приводит к снижению уровн  микронапр жений на 30%, а количества остаточного аустенита - с б до 1%. Микротвердость после такой обработки возрастает на 2 ед. IIRC.Example. Irradiation of steel SHKh-15 (after standard heat treatment) with an electron beam with an energy of 5 MeV and a fluence of 2 x 1016 el / cm2 reduces the microstress level by 30%, and the amount of residual austenite from b to 1%. The microhardness after this treatment increases by 2 units. IIRC.

П р и м е р 2. Облучение стали Р6М5ФЗ 0 (после стандартной термической обработки) пучком электронов с энергией 5 Мэв и флю- енсе 2 х 1016 эл/см2 приводит к снижению уровн  микронапр жений на 28%, а количества остаточного аустенита с 23 до 4%. 5П р и м е р 3. Эксплуатационна  стойкость рабочего валка (сталь ШХ-15) стана 160 с напыленным покрытием TIN повышаетс  в 3 раза в случае его облучени  электронным пучком с энергией 5 Мзв и флюенсе 0 5 х 1016 эл/см2.EXAMPLE 2. Irradiation of steel P6M5FZ 0 (after standard heat treatment) with an electron beam with an energy of 5 MeV and a fluence of 2 x 1016 el / cm2 leads to a decrease in the level of microstresses by 28%, and the amount of residual austenite from 23 up to 4%. 5 EXAMPLE 3. The operational stability of the work roll (SHX-15 steel) of the 160 machine with a TIN sprayed coating increases by 3 times if it is irradiated with an electron beam with an energy of 5 Mvs and a fluence of 0 5 x 1016 el / cm2.

Использование предложенного способа дл  обработки закаленных сталей различных классов позволит:Using the proposed method for processing hardened steels of various classes will allow:

- сохранить исходную твердость стали;- maintain the original hardness of the steel;

55

-уменьшить уровень остаточных микронапр жений (на 20% и более);-decrease the level of residual microstresses (by 20% or more);

-уменьшить количество остаточного аустенита (на 30 % и более);-Reduce the amount of residual austenite (by 30% or more);

-способствовать по влению мелкодис- 0 персной карбидной фазы;-to promote the occurrence of finely dispersed carbide phase;

-обеспечить формирование субструктуры , близкой к полигональной;-to ensure the formation of a substructure close to polygonal;

-обеспечить необходимую прочность сцеплени  стали с покрытием.-provide the necessary adhesion strength of the coated steel.

Claims (3)

5Формула изобретени 5 claims 1.Способ термической обработки стали, включающий обработку поверхности закаленной стали электронным пучком, отличаю0 щ и и с   тем, что обработку электронным пучком ведут при температуре не выше 300°С.1. The method of heat treatment of steel, including surface treatment of hardened steel by an electron beam, is distinguished by the fact that the electron beam treatment is carried out at a temperature of no higher than 300 ° C. 2.Способ поп,1 отличающийс  тем, что обработку электронным пучком осу5 ществл ют при энергии электронов более 500 кэВ в стационарном режиме.2. The method of pop, 1 characterized in that the electron beam treatment is carried out at an electron energy of more than 500 keV in the stationary mode. 3.Способ по п.1,отличающийс  тем, что обработку электронным пучком осуществл ют в периодическом режиме.3. The method according to claim 1, characterized in that the electron beam processing is carried out in a batch mode. 04. Способ по п. 1,отличающийс 04. The method according to claim 1, characterized тем, что обрабатывают электронным пучком объемно закаленные сталиby treating volumetric hardened steels with an electron beam 5.Способ поп.1 .отличающийс  тем, что обрабатывают электронным пучком5. The method of pop. 1. Characterized in that they are treated with an electron beam 5 поверхностно закаленные стали5 surface hardened steels 6.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что обрабатывают электронным пучком закаленные стали с покрытием6. The method according to claim 1, characterized in that the hardened coated steels are treated with an electron beam 7.Способ по п 6. отличающийс  тем, что обрабатывают электронным пучком7. The method according to claim 6. characterized in that it is treated with an electron beam 520003396520003396 закаленные стали с гальваническим покры-10. Способ по п.б, отличающийс hardened steel with plating-10. The method of claim b, wherein тием.тем, что обрабатывают электронным пучкомthiem. that is treated with an electron beam закаленные стали с имплантированным по8 .Способ по п.б, отличающийс  . крытием.hardened steels with implanted steel 8. Method according to claim 6, characterized in. covered. тем. что обрабатывают электронным пучком5 11. Способ по п.б, отличающийс by that. which is treated with an electron beam5 11. The method according to claim b, characterized in закаленные стали с напыленным покрыти-тем, что обрабатывают электронным пучкомhardened steels with a spray coating - treated with an electron beam ем.закаленные стали с многослойным покрытием .m.hardened multilayer steels. 9.Способ по п.б. отличающийс 12. Способ по п.б. отличающийс  тем, что обрабатывают электронным пучкомтем, что обрабатывают электронным пучком закаленные стали с диффузорным покрыти-закаленные стали с неметаллическим поем ,крытием,9. The method according to item b. characterized 12. The method according to p. characterized in that it is treated with an electron beam, wherein the electron beam is treated with hardened steels with diffuser coating-hardened steels with non-metallic weld coating.
SU5055475 1992-07-20 1992-07-20 Method for heat treatment of steel RU2000339C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055475 RU2000339C1 (en) 1992-07-20 1992-07-20 Method for heat treatment of steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055475 RU2000339C1 (en) 1992-07-20 1992-07-20 Method for heat treatment of steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2000339C1 true RU2000339C1 (en) 1993-09-07

Family

ID=21609972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5055475 RU2000339C1 (en) 1992-07-20 1992-07-20 Method for heat treatment of steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2000339C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Гул ев А.П. Металловедение. М.: Металлурги , 1977, с.647. 2.Авторское свидетельство СССР Nk 433815, кл. С 21 D 1/42. 1968. 3.Гордиенко Л.К. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.: Наука, 1973, с. 223. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davis Surface hardening of steels: understanding the basics
Schneider et al. Introduction to surface hardening of steels
US6855217B2 (en) Method of baking treatment of steel product parts
Bell Surface engineering: past, present, and future
Staines et al. Technological importance of plasma-induced nitrided and carburized layers on steel
CN100443597C (en) Hardening technology for precipitation hardening stainless steel laser surface
AU2014362928B2 (en) Multi-track laser surface hardening of low carbon cold rolled closely annealed (CRCA) grades of steels
US5196075A (en) Method for modifying and thereby improving the corrosion resistance and hardness of workpieces of ferritic steel
US4264380A (en) Nitride casehardening process and the nitrided product thereof
RU2000339C1 (en) Method for heat treatment of steel
US4268323A (en) Process for case hardening steel
US6103395A (en) Composite multilayer bearing material
JP3091059B2 (en) How to strengthen steel
Kulka et al. Modelling of the effects of laser modification of gas-nitrided layer
Fly et al. Low power laser heat treatment to improve fatigue life of low carbon steel
DesForges Laser heat treatment
JPH024990A (en) Method for hardening surface of steel
EP0059803A1 (en) A process for case hardening steel
SU1475975A1 (en) Method of chemical-thermal laser treatment of steel articles
Becherer Introduction to heat treating of tool steels
Mandziej et al. Effect of laser heating on substructure of 0· 4% C steel
EP0410033A1 (en) Process for manufacturing ferritic steel work pieces
RU2627551C1 (en) Method of chemical heat treatment of workpiece from alloyed steel
JPS62127459A (en) Carburizing treatment for steel
Safonov et al. Hardening the surface of tools made of high-speed steel using continuous CO2 lasers