SE510344C2 - Sätt för fullständig bainithärdning av stål - Google Patents

Description

25 510 344 2 Enligt uppfinningen uppnås detta genom att starta bainitom- vandlingen vid en låg temperatur (strax över Ms-temperaturen), omvandling av mer än 50% av austeniten till bainit, och där- efter öka temperaturen för att påskynda omvandlingen av kvarva- rande austenit till bainit.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen omvand- las ca 60 - 80 % av austeniten till bainit före ökning av temperaturen för påskyndan av omvandlingen.

.. .!. Uppfinningen kommer att beskrivas mer i detalj nedan med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka Fig. 1 schematiskt visar förloppet för två cykler som ger approximativt samma hårdhet men en med en signifikant kortare omvandlingstid, och Fig. 2 schematiskt visar två cykler med samma omvandlings- tid men en med signifikant högre hårdhet.

Beskrivning av föredragna utförinqsformer av uppfinningen I Fig. lhar temperaturen plottats mot logaritmisk tid för de två cyklerna som ger ungefär samma hårdhet; dvs. 60 HRC. Ms betecknar martensitstartpunkten, vilken normalt varierar mellan ca 180 och 280°C, beroende på stållegeringens sammansättning.

Bs betecknar starten av bainitomvandlingen och Bf betecknar slutet på bainitomvandlingen. För att uppnå maximal hårdhet skall temperaturen vara nära martensitstartpunkten. Detta resulterar emellertid i en mycket lång omvandlingstid, vilket inte är ekonomiskt, vilket illustreras med den streckade linjen i Fig. 1.

Enligt uppfinningen, som illustreras med den heldragna linjen i Fig. 1 genomföres bainitomvandlingen något över Ms- punkten till mer än 25 % upp till 99 % omvandling, företrädes- vis 50 - 90 % omvandling, och den kvarvarande härdningen genomföres vid den temperatur vid vilken omvandlingen fortskri- der med ökad hastighet till 100 %. Den bainitfraktion som bildas vid den högre temperaturen har inte givit några märkbara effekter på hårdheten.

Ett annat sätt att använda processen enligt uppfinningen är att öka hårdheten för en given omvandlingstid, vilket illustre- 10 15 25 30 510 344 3 ras i Fig. 2. I processen som illustreras med en streckad linje äger omvandlingen rum vid den optimala temperaturen med avseen- de på omvandlingshastigheten mot tidsåtgången för 100 % omvand- ling till bainit. Det resulterande materialet har en hårdhet av 58 HRC.

Enligt uppfinningen genomföres bainithärdningen längs den heldragna linjen vid en lägre temperatur till mer än 50 %, företrädesvis 60 - 80 % bainitomvandling, och därefter ökas temperaturen till den optimala temperaturen. Detta resulterar i en stållegering med en hårdhet av 60 HRC under användning av samma omvandlingstid.

I praktiken kan båda de eftersträvade effekterna uppnås till skillnad från vid traditionell bainithärdning, dvs.

Kortare omvandlingstid och högre hårdhet. Resultaten visar också ökad strukturell stabilitet, vilket är mycket viktigt i många tillämpningar.

Uppfinningen kommer att illustreras ytterligare i exemplen nedan.

Eåšmâšl Testerna genomföres i en dilatometer. Stålets sammansätt- ning framgår av tabell 1.

Tabell 1 Kemisk sammansättning i vikt-% E si nn cr no 0,96 0,09 0,84 1,91 0,56 Exemplet i tabell 2 visar att för en omvandlingstid av 9 + 1 timmar (No# 1) med den nya bainitcykeln är det möjligt att uppnå en hårdhet av approximativt 60 HRC. Om samma hårdhet skall uppnås för en konventionell bainithärdning kommer omvand- lingstiden vara approximativt 33 timmar (No# 2). En omvandlingstid av 10 timmar med en konventionell bainitcykel kräver att man ökar temperaturen och som en följd härav sjunker hårdheten till approximativt 59 HRC (No#3). ¶510 344 4 Tabell 2 Värmebehandlingsexperiment 5 No# Aust. T Aust t. Trans Trans Temp T Temp t Hårdhet /_ f T f t l 885°C 3h 2lO°C 9h 250 lh 59,9 HRC 20min 2 885°C 3h 2lO°C 33h N.A N.A 60,1 HRC 20min t e7o°c zh 23o°c 1011 N.A N.A 58,8 HRC 10 N.A. = Ej applicerad

Claims (3)

10 15 510 344

1. Sätt att fullborda bainithärdning av stål för användning i lager och andra lastupptagande komponenter, kännetecknat av genomförande av bainitomvandlingen vid en temperatur strax ovanför martensitbildningstemperaturen, omvandling av 25 - 99 % av austeniten till bainit vid denna temperatur, och därefter ökning av temperaturen för att påskynda omvandlingen av kvarva- rande austenit till bainít. O

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att 50 - 90 6 av auste- niten omvandlas till bainit före ökning av temperaturen för påskyndande av omvandlingen.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att temperatu- ren ökas med åtföljande högre omvandlingshastighet.