RU2816975C1 - Способ термической обработки изделия из стали с содержанием углерода 0,4-1,5% - Google Patents
Способ термической обработки изделия из стали с содержанием углерода 0,4-1,5% Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816975C1 RU2816975C1 RU2023115618A RU2023115618A RU2816975C1 RU 2816975 C1 RU2816975 C1 RU 2816975C1 RU 2023115618 A RU2023115618 A RU 2023115618A RU 2023115618 A RU2023115618 A RU 2023115618A RU 2816975 C1 RU2816975 C1 RU 2816975C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- heat treatment
- minutes
- temperature
- carbon content
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 17
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к термообработке изделий из сталей с содержанием углерода 0,4-1,5%, и может быть использовано в машиностроении, например, для анкеров для крепи в горнодобывающей отрасли, колес и осей железнодорожного подвижного состава и т.д., где требуются высокие показатели твердости и прочности в центральной части изделия при наличии у изделия демпфирующего или компенсационного периферийного участка. Способ включает отжиг, закалку, при этом проводят отжиг изделия при температуре 1000-1100°С не менее 3 часов, охлаждают изделие на воздухе до температуры окружающей среды, затем нагревают под закалку в печи до 750-860°С, выдерживают не менее 10 минут, помещают в закалочную среду на 2-3 минуты. Технический результат – изготовление периферийной части изделия пластичной, а центральной части изделия прочной и твердой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к термообработке изделий из сталей и сплавов с содержанием углерода 0,4-1,5% для получения изделия, сочетающего в себе участок в центральной части прочным и твердым, а участок по периферийной части - пластичным, и может быть использовано в машиностроении, например, для анкеров для крепи в горнодобывающей отрасли, колес и осей железнодорожного подвижного состава и т.д., где требуются высокие показатели твердости и прочности в центральной части изделия при наличии у изделия демпфирующего или компенсационного периферийного участка.
Известен способ термической обработки изделий по патенту RU 2010868, принятый заявителем за прототип. Согласно известному способу стальное изделие подвергают горячей деформации и отжигают. Затем осуществляют предварительную механическую обработку и нагрев изделия до температур аустенизации. Охлаждают изделие в закалочной среде с одновременным воздействием электромагнитного и ультразвукового полей. Заключительная операция - отпуск. К недостаткам вышеописанного способа термической обработки относится то, что он не позволяет изготовить стальное изделие с пластичной периферийной частью и с прочной и твердой центральной частью.
Задачей заявляемого технического решения является создание способа термической обработки стального изделия, позволяющего изготовлять периферийную часть изделия пластичной, а центральную часть изделия - прочной и твердой.
Достигаемый технический результат заключается в создании способа термической обработки стального изделия, позволяющего изготовлять периферийную часть изделия пластичной, а центральную часть изделия - прочной и твердой.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе термической обработки стального изделия, включающим отжиг, закалку, предусмотрены следующие отличия: проводят отжиг изделия при температуре 1000-1100°С не менее 3 часов, охлаждают изделие на воздухе до температуры окружающей среды, затем нагревают под закалку в печи до 750-860°С, выдерживают не менее 10 минут, помещают в закалочную среду на 2-3 минуты.
Кроме того предложенный способ термической обработки стального изделия предлагает выполнить необязательную операцию после закалки изделия, а именно, осуществить отпуск изделия, при котором изделие нагревают до 180-250°С, выдерживают при данной температуре в течение 3-4 часов, естественно охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды.
Благодаря проведению гомогенизирующего отжига стальных изделий при температуре 1000-1100°С не менее 3 часов устраняется ликвация химических элементов в теле изделия, при этом периферийный участок изделия значительно обезуглероживается, что повышает его пластичность. Продолжительность операции гомогенизирующего отжига определяется требуемой толщиной периферийного обезуглерожинного участка. Продолжительность отжига менее 3 часов не целесообразна, т.к. толщина периферийного обезуглерожинного участка будет незначительна. Продолжительность гомогенизирующего отжига определяется требуемой толщиной обезуглерожинной пластичной периферийной части изделия, которая определяется экспериментально. По завершении гомогенизирующего отжига и охлаждения изделия проводят закалку изделия.
Периферийная часть и центральная часть изделия после отжига имеют разное содержание углерода и соответственно разную склонность к закаливанию. Центральная часть изделия калится лучше. Таким образом после закалки центральная часть изделия становится более прочной и твердой, периферийная часть изделия остается пластичной. Изделие нагревают под закалку до температуры 750-860°С. Нагрев изделия до температуры менее 750°С не целесообразен, т.к. в структуре материала изделия не происходит фазовых превращений. Нагрев изделия выше 860°С технологически не целесообразен. Выдержка изделия в данном диапазоне температур менее 10 минут не обеспечивает полноты прохождения фазовых превращений, а большая по времени выдержка изделия зависит от размера заготовки, которое определяется расчетным путем по известным источникам, например, Гуляев А.П Металловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с., см с. 254-258. Помещение изделия в закалочную среду на 2-3 минуты обусловлено тем, что за этот период времени происходит закалка и охлаждение изделия.
В качестве необязательной операции способа возможен отпуск изделия путем нагрева до 180-250°С, выдержки в течение 3-4 часов и естественного охлаждения на воздухе до температуры окружающей среды, который приводит к достижения дополнительного результата - снижению внутренних напряжений.
Способ поясняется фигурой. На фиг. представлено поперечное сечение образца, прошедшего заявляемый способ термической обработки и подготовленный для изучения микроструктуры. На фигуре четко видны периферийная и центральная часть образца.
Способ осуществляют следующим образом. Стальное изделие с содержанием углерода 0,4-1,5% помещают для отжига в печь с температурой 1000-1100°С, например, с температурой 1100°С, выдерживают в печи не менее 3 часов. Продолжительность операции гомогенизирующего отжига определяется требуемой толщиной периферийного обезуглерожинного участка, получаемого пластичным. Продолжительность отжига предварительно определяют экспериментально, но он продолжается не менее 3 часов. Затем изделие охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды. Вновь изделие нагревают в печи до 750-860°С, например, до 860°С, выдерживают не менее 10 минут, например, 15 минут и помещают в охлаждающую среду на 2-3 минуты.
Дополнительной, необязательной операцией, может быть отпуск изделия путем нагрева его до 180-250,°С, например, до 230 °С, проводят выдержку изделия при данной температуре в течение 3-4 часов, например, 3,5 часа и охлаждают на воздухе естественно до температуры окружающей среды.
Пример. Термической обработке подвергалось изделие из стального инструментального сплава У13 по ГОСТ 1435-74 в виде цилиндра диаметром 3 см и высотой 15 см. Изделие подвергали гомогенизирующему отжигу при температуре 1100°С в течение 12 часов, затем изделие охлаждали на воздухе до температуры окружающей среды. Снова нагревали изделие в печи под закалку до 860°С и выдерживали в течение 15 минут, помещали изделие в охлаждающую среду - воду, на 2,5 минуты.
После проведения закалки и изучения микроструктуры изделия в различных сечениях были отмечены участки разной травимости и наличия структурных составляющих. При этом была установлена толщина обезуглерожинного периферийного пластичного участка изделия, которая составила около 4 мм, см. фиг., которая подтверждает возможность путем термообработки изделия с содержанием углерода 0,4-1,5% формировать в изделии, в его центральной части участок прочным и твердым, а участок по периферийной части - пластичным.
Claims (2)
1. Способ термической обработки изделия из стали с содержанием углерода 0,4-1,5%, включающий отжиг, закалку, отличающийся тем, что проводят отжиг изделия при температуре 1000-1100°С не менее 3 часов, охлаждают изделие на воздухе до температуры окружающей среды, затем нагревают под закалку в печи до 750-860°С, выдерживают не менее 10 минут, помещают в закалочную среду на 2-3 минуты.
2. Способ термической обработки по п. 1, отличающийся тем, что после закалки осуществляют отпуск изделия путем нагрева до 180-250°С, выдержки в течение 3-4 часов и естественного охлаждения на воздухе до температуры окружающей среды.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816975C1 true RU2816975C1 (ru) | 2024-04-08 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU985086A1 (ru) * | 1980-07-14 | 1982-12-30 | Предприятие П/Я Г-4954 | Способ обработки заэвтектоидных легированных инструментальных сталей |
| CN104894356A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 湖州市千金宝云机械铸件有限公司 | 拖拉机曲轴的热处理工艺 |
| CN104946859A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-30 | 遵义天义利威机电有限责任公司 | 六角法兰螺母的热处理调制工艺 |
| CN105861789A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-17 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种含钒铌动车组车轴用钢热处理工艺 |
| CN107760838A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-06 | 马钢(集团)控股有限公司 | 一种高速列车制动盘用钢的热处理方法 |
| RU2775990C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2022-07-12 | Арселормиттал | Холоднокатаный и термообработанный стальной лист и способ его изготовления |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU985086A1 (ru) * | 1980-07-14 | 1982-12-30 | Предприятие П/Я Г-4954 | Способ обработки заэвтектоидных легированных инструментальных сталей |
| CN104946859A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-30 | 遵义天义利威机电有限责任公司 | 六角法兰螺母的热处理调制工艺 |
| CN104894356A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 湖州市千金宝云机械铸件有限公司 | 拖拉机曲轴的热处理工艺 |
| CN105861789A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-17 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种含钒铌动车组车轴用钢热处理工艺 |
| CN107760838A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-06 | 马钢(集团)控股有限公司 | 一种高速列车制动盘用钢的热处理方法 |
| RU2775990C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2022-07-12 | Арселормиттал | Холоднокатаный и термообработанный стальной лист и способ его изготовления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕРДИЕВ Д.М. и др. Изменение фазовых и структурных превращений при нетрадиционных режимах термической обработки стали, Техника и технологии машиностроения, Омск, 2020. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8377235B2 (en) | Process for forming steel | |
| RU2816975C1 (ru) | Способ термической обработки изделия из стали с содержанием углерода 0,4-1,5% | |
| RU2287592C1 (ru) | Способ механико-термического упрочнения нержавеющих аустенитных сталей | |
| RU2482197C1 (ru) | Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей | |
| US3223562A (en) | Heat treating process for martensitic transformation alloys | |
| Phi et al. | Solution for heat treatment in quenching process of S45C steel small diameter machine parts having strong texture | |
| CZ2014405A3 (cs) | Způsob tepelného zpracování ložiskové oceli | |
| Khlestov et al. | Effects of deformation and heating temperature on the austenite transformation to pearlite in high alloy tool steels | |
| JP2009280869A (ja) | 鋼材の製造方法 | |
| RU2344182C2 (ru) | Способ термической обработки изделий из высокопрочных мартенситностареющих сталей | |
| RU2034048C1 (ru) | Способ обработки высокопрочных коррозионностойких сталей | |
| CZ308209B6 (cs) | Způsob výroby plechových ocelových polotovarů metodou press-hardening s lokálně modifikovanou strukturou v místech určených pro svary | |
| RU2186859C2 (ru) | Способ закалки изделий из сталей и сплавов | |
| US20080257460A1 (en) | Method of producing forgings having excellent tensile strength and elongation from steel wire rods | |
| JPS5913568B2 (ja) | 冷間成形コイルばねの製造方法 | |
| RU2405840C1 (ru) | Способ упрочнения аустенитной немагнитной стали | |
| Tarney | Heat treatment of tool steels | |
| Savrai et al. | Behavior of pearlite of various morphologies during cyclic tension | |
| Jahazi | The influence of thermomechanical treatment on the microstructure and mechanical properties of aisi 4130 steel | |
| Parusov et al. | Transformation of austenite into granular pearlite in carbon and alloy steels | |
| JPS5980715A (ja) | 高疲労強度球状黒鉛鋳鉄の製造法 | |
| Said et al. | An Experimental Investigation into the Effect of Treatment Temperature on the Grain Size of Low Carbon and Microalloyed Steels. | |
| Shan et al. | Heat treating of air-hardening high-strength structural steels | |
| KR20040060985A (ko) | 오스테나이트성 니켈-철-크롬계 합금의 표면 처리 방법 | |
| CN114749592A (zh) | 一种消除9Cr18马氏体不锈钢网状碳化物的方法 |