RU2000339C1 - Method for heat treatment of steel - Google Patents
Method for heat treatment of steelInfo
- 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
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)
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) |
-
1992
- 1992-07-20 RU SU5055475 patent/RU2000339C1/en active
Non-Patent Citations (1)
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 |