RU2740294C1 - Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали - Google Patents
Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740294C1 RU2740294C1 RU2020134065A RU2020134065A RU2740294C1 RU 2740294 C1 RU2740294 C1 RU 2740294C1 RU 2020134065 A RU2020134065 A RU 2020134065A RU 2020134065 A RU2020134065 A RU 2020134065A RU 2740294 C1 RU2740294 C1 RU 2740294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hour
- water
- holding
- quenching
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
Abstract
Предложенное изобретение относится к способу упрочняющей обработки деталей или изделий из мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т. Осуществляют закалку деталей или изделий при температуре 1200±10°C, после которой проводят выдержку в течение 1 часа, охлаждение в воде, трехкратную закалку при температуре 930±10°C с выдержкой по 1 часу, охлаждение в воде, закалку при температуре 770-830°C, выдержку в течение 1 часа, охлаждение в воде, ультразвуковую обработку. Затем осуществляют старение при температуре 530±10°C, выдержку в течение 3,5 часа и вакуумирование. Ультразвуковую обработку осуществляют с силой статического прижима, равной 100 Н, скоростью подачи 200 мм/мин, частотой колебаний 22 кГц и амплитудой колебаний 15 мкм. В результате повышается твердость и износостойкость стали 03Н18К9М5Т. 1 ил.
Description
Заявляемое изобретение упрочняющей обработки металлических деталей относится к области машиностроения, в частности к пластической деформации поверхности с помощью ультразвуковых колебаний и последующей термической обработки и может быть использовано для упрочняющей обработки деталей, в частности деталей из мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т. Способ может быть реализован в машиностроении и технологиях, обеспечивающих повышение твердости износостойкости поверхностей за счет изменения структуры поверхностных слоев этих изделий.
Известен способ термомеханической обработки деталей из мартенситно - стареющих сталей [Патент РФ 2391413 МКИ C21D 6/00. Опубликован 10.06.2010] при котором осуществляют холодную пластическую деформацию до 40-60% и последующее старение.
Известен способ термомеханчиеской обработки деталей из мартенситно - стареющих сталей [Патент РФ 2031145 МПК C21D6/00. Опубликован 20.03.1995] при котором осуществляют закалку, холодную пластическую деформацию и последующее старение. Этот способ выбран за прототип.
Недостатком вышеперечисленных способов упрочняющей обработки является небольшая степень деформации поверхности, что не обеспечивает получение упрочненного слоя с максимально возможным для обрабатываемого материала уровнем твердости и, как следствие, высокой износостойкости.
Известно также устройство [патент РФ 2124430 C1. МПК B24B 39/00, Опубликован 10.06.2010], предназначенное для упрочнения поверхности деталей, в частности, поверхностно-пластическим деформированием использующим энергию ультразвуковых колебаний. Оно включает магнитострикционный преобразователь, преобразующий электрическую энергию в энергию упругих волн. Устройство работает следующим образом: для осуществления упрочняюще-чистовой обработки поверхностей магнитострикционный преобразователь необходимо поджать устройство к обрабатываемой детали. Подаваемое на обмотку магнитострикционного преобразователя напряжение вызывает в нем колебания ультразвуковой частоты, передаваемые на обрабатываемую поверхность.
За один проход заявляемое устройство на 10-140% повышает прочность материала обрабатываемой поверхности и может понизить шероховатость на Ra=0,1 мкм. Устройство позволяет осуществлять обработку поверхностей деталей из металлических материалов. При этом возможна обработка поверхностей вращения, плоских поверхностей, в том числе пазов и отверстий.
Цель изобретения - повышение твердости и износостойкости мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т.
Техническим результатом изобретения является повышение твердости и износостойкости изделий, испытывающих в процессе эксплуатации механические нагрузки. В результате такой обработки в поверхностном слое структура приобретает преимущественно сетчатую дислокационную и становится близкой к нанокристаллической, в результате чего увеличивается микротвердость, увеличивается плотность дислокаций, происходит допревращение остаточного аустенита, уменьшается шероховатость.
Технический результат достигается тем. Что в способе упрочняющей обработки деталей или изделий из мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т, включающем термическую и ультразвуковую обработку, с целью повышения твердости и износостойкости деталей или изделий после проведения закалки - 1200±10°C, выдержка 1 час, охлаждение в воде, трехкратная закалка 930±10°C, выдержка по 1 часу, охлаждение в воде, закалка 770-830°C, выдержка 1 час, охлаждение в воде, осуществляют ультразвуковую обработку, далее следует старение - старение 530±10°C, выдержка 3,5 часа, вакуум, при этом режим ультразвуковой обработки следующий: сила статического прижима 100 Н, скорость подачи 200 мм/мин, частота колебаний 22 кГц, амплитуда колебаний 15 мкм.
Достигаемый технический результат и возможности применения предлагаемого способа упрочняющей обработки поверхностей мартенситно-стареющей стали иллюстрируются следующими примером его осуществления.
В испытательной лаборатории Заявителя по предлагаемому способу был обработан вал, выполненный из мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т и имеющий исходную шероховатость Ra=0.880 мкм, микротвердость HV0,05=510.
Мартенситно-стареющие стали после закалки состоят в основном из высоколегированного безуглеродистого мартенсита и некоторого количества остаточного аустенита и имеют сравнительно невысокую прочность. В процессе старения происходит распад твердых растворов мартенсита и аустенита с выделением в мартенситной матрице упрочняющих частиц интерметаллидных фаз. В результате ультразвуковой обработки на поверхности вала была получена шероховатость Ra=0,048 мкм и микротвердость HV0,05=580. Структура приобретает преимущественно сетчатую дислокационную структуру, поперечный размер реек наблюдаемого мартенсита составляет ~ 90 нм, структура состоит преимущественно из субзеренной α-фазы размером ~ 110 нм на всех режимах обработки. Таким образом структура становится близкой к нанокристаллической. Остаточный аустенит не наблюдается. Плотность дислокаций увеличивается до ~ 7,5⋅1010 см -2. По границам нанокристаллических зерен α-фазы наблюдаются выделения высокодисперсных интерметаллидных упрочняющих фаз размером 3-20 нм.
Величина и знак остаточных макронапряжений поверхностного слоя составляют - 250 МПа.
Благодаря комбинированной обработки мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т достигается технический результат, а именно: в поверхностном слое структура приобретает преимущественно сетчатую дислокационную структуру, поперечный размер реек наблюдаемого мартенсита уменьшается, структура состоит преимущественно из субзеренной α-фазы и становится близкой к нанокристаллической. По границам нанокристаллических зерен α-фазы происходит выделение высокодисперсных интерметаллидных упрочняющих фаз. Происходит допревращение остаточного мартенсита и увеличение плотности дислокаций и микротвердости, уменьшение шероховатости.
Результаты влияния различных режимов термической обработки и последующей ультразвуковой обработки на микротвердость образца представлены на рисунке 1.
Claims (1)
- Способ упрочняющей обработки деталей или изделий из мартенситно-стареющей стали 03Н18К9М5Т, включающий их термическую и ультразвуковую обработку, отличающийся тем, что осуществляют закалку деталей или изделий при температуре 1200±10°C, после которой проводят выдержку в течение 1 часа, охлаждение в воде, трехкратную закалку при температуре 930±10°C с выдержкой по 1 часу, охлаждение в воде, закалку при температуре 770-830°C, выдержку в течение 1 часа, охлаждение в воде, ультразвуковую обработку, затем осуществляют старение при температуре 530±10°C, выдержку в течение 3,5 часа и вакуумирование, при этом ультразвуковую обработку осуществляют с силой статического прижима, равной 100 Н, скоростью подачи 200 мм/мин, частотой колебаний 22 кГц и амплитудой колебаний 15 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134065A RU2740294C1 (ru) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134065A RU2740294C1 (ru) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740294C1 true RU2740294C1 (ru) | 2021-01-12 |
Family
ID=74183764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134065A RU2740294C1 (ru) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740294C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU799443A1 (ru) * | 1978-02-10 | 1982-09-23 | Институт Металлургии Им.А.А.Байкова | Способ обработки изделий из мартенситностареющих высокомолибденовых сталей |
SU1129247A1 (ru) * | 1983-01-11 | 1984-12-15 | Донецкий физико-технический институт АН УССР | Способ термомеханической обработки мартенситностареющей стали |
RU2031145C1 (ru) * | 1992-09-02 | 1995-03-20 | Уральский электрохимический комбинат | Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей |
US20030094218A1 (en) * | 1999-08-23 | 2003-05-22 | Jan-Olof Nilsson | Method for the manufacture of steel products of a precipitation hardened martensitic steel, steel products obtained with such method and use of said steel products |
-
2020
- 2020-10-16 RU RU2020134065A patent/RU2740294C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU799443A1 (ru) * | 1978-02-10 | 1982-09-23 | Институт Металлургии Им.А.А.Байкова | Способ обработки изделий из мартенситностареющих высокомолибденовых сталей |
SU1129247A1 (ru) * | 1983-01-11 | 1984-12-15 | Донецкий физико-технический институт АН УССР | Способ термомеханической обработки мартенситностареющей стали |
RU2031145C1 (ru) * | 1992-09-02 | 1995-03-20 | Уральский электрохимический комбинат | Способ термомеханической обработки мартенситно-стареющих сталей |
US20030094218A1 (en) * | 1999-08-23 | 2003-05-22 | Jan-Olof Nilsson | Method for the manufacture of steel products of a precipitation hardened martensitic steel, steel products obtained with such method and use of said steel products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Turski et al. | Engineering the residual stress state and microstructure of stainless steel with mechanical surface treatments | |
Wang et al. | Effect of electropulsing on surface mechanical properties and microstructure of AISI 304 stainless steel during ultrasonic surface rolling process | |
Mordyuk et al. | Characterization of ultrasonically peened and laser-shock peened surface layers of AISI 321 stainless steel | |
Luo et al. | The compound process of laser shock peening and vibratory finishing and its effect on fatigue strength of Ti-3.5 Mo-6.5 Al-1.5 Zr-0.25 Si titanium alloy | |
Unal et al. | Effects of conventional shot peening, severe shot peening, re-shot peening and precised grinding operations on fatigue performance of AISI 1050 railway axle steel | |
Sun et al. | Improvement of surface resistance to cavitation corrosion of nickel aluminum bronze by electropulsing-assisted ultrasonic surface rolling process | |
CN112609068B (zh) | 一种提高轻质合金应力腐蚀抗力的复合强化方法 | |
Tang et al. | An enhanced rapid plasma nitriding by laser shock peening | |
Bensely et al. | Fatigue behaviour and fracture mechanism of cryogenically treated En 353 steel | |
Pandey et al. | Low Cycle Fatigue behavior of AA7075 with surface gradient structure produced by Ultrasonic Shot Peening | |
Shepard et al. | Introduction of compressive residual stresses in Ti-6Al-4V simulated airfoils via laser shock processing | |
RU2740294C1 (ru) | Способ упрочняющей обработки мартенситно-стареющей стали | |
CN103333995A (zh) | 一种超声波辅助淬火的工艺方法及装置 | |
Li et al. | Effects of multiple laser shock peening impacts on microstructure and wear performance of wire-based laser directed energy deposition 17-4PH stainless steel | |
Abdalla et al. | Changing in fatigue life of 300 M bainitic steel after laser carburizing and plasma nitriding | |
Juijerm et al. | Fatigue performance enhancement of steels using mechanical surface treatments | |
RU2625619C1 (ru) | Способ повышения прочности детали с покрытием | |
Sun et al. | Effect of Electric Pulse-Assisted Laser Shock Peening on the Microstructure and Corrosion Resistance of High-Purity Magnesium | |
Gao et al. | Effect of surface mechanical attrition treatment on the very high cycle fatigue behavior of TC11 | |
Kaleli et al. | Determination of surface residual stresses in carburised AISI 8620 steel by the magnetic Barkhausen noise method | |
Ghera et al. | Improvement of Cavitation Erosion Resistance of a Low Alloyed Steel 16MnCr5 Through Work Hardening | |
Shevchenko | Ultrasound effect on electrospark cementation process | |
Jung et al. | Delaying effect of high-density electric current on fatigue crack growth in A6061-T6 aluminum alloy | |
Mahmood et al. | The influence of ultrasonic impact peening (Uip) on the mechanical properties and fatigue life of the Aa1100 alloy | |
Sami et al. | The influence of surface nanocrystallization on structural, tribological and electrochemical properties of 316 L |