SU1068508A1

SU1068508A1 - Способ термической обработки заготовок

Info

Publication number: SU1068508A1
Application number: SU823402738A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Астащенко; Николай Николаевич Волосов; Галина Михайловна Кохова; Игорь Евгеньевич Сорокин
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1984-01-23

Description

СЬ 05

00

СП

Изобретение относитс к термической обработке сталей, а именно к способам термической обработки заготово из среднеуглеродистых и легированных сталей дл улучшени обрабатываемости резанием.

Известен способ термической обработки заготовок, преимущественно из среднелегированных цементуемых сталей с повышенной устойчивостью переохлалщенного аустенита, включающий нагрев выше Дс на SO-ISO C, охлаждение до температуры перлитного превращени , выдержку, охлаждение и отпуск при температуре ниже 20-40°С, причем выдержку производ т при температуре максимальной скорости перлитного превращени tU.

Однако этот способ улучшает обрабатываемость заготовок резанием только на чистовых операци х.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ термической обработки среднеуглеродистых и легированных сталей, включающий аустенизацию, выдержку, закалку и высокотемпературный отпуск. Способ направлен- на улучшение структуры стали перед обработкой резанием, обеспечива получение структуры сорбита 23.

Однако известный способ не обеспечивает необходимый уровень обрабатываемости резанием, в частности стабильный процесс глубокого сверлени . Этот недостаток обусловлен тем, что при термообработке детален большего сечени на формирование структуры оказывает вли ние концентрационна неоднородность составл ющих, особенно в более глубокой области, превышающей 8-10 мм от поверхности, где имеет место достаточно высока неоднородность по составу.

В детал х большого сечени на обрабатываемость резанием оказывают вли ние локальные микрообъемы структурных составл ющих, микротвердость которых либо низка (менее 140 Hjg), либо высока (более , Указанное вление не оказывает вли ни на изivieHemie механических свойств, кроме того, эти локальные микрообъемы структурных составл ющих не обнаруживаютс при обычном металлографическом анализе, поэтому раньше эти особенности не изучались.

Целью изобретени вл етс улучшение обрабатываемости резанием за счет стабилизации структуры.

.Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу термической обработки заготовок из среднеуглеродистых и :легированных сталей,, включающему ауетенизацию с последующей закалкой и высокотемпературный

отпуск, нагрев при отпуске ведут со скоростью 4-5°С/мин до температуры на 70-100°С вы1ае точки м„,далее до температуры отпуска со скоростью 2-3°С/мин.

При аустенизации одну треть времени выдержки провод т при температуре на 70-100°С выше Acj,две трети времени выдержки - при температуре На 30-бО°С выше Ac.

В указанном интервале температур аустенизации обеспечиваетс необходима степень легированности, котора вли ет на формирование стру1стуры с определенной микротвердостью структурных составл ющих после отпуска ,

В процессе отпуска при скорости нагрева 4-5с/мин и до 400-430°с происходит подготовка структуры к нарушению когерентности в результате изменени тетрагональности кристаллической решетки мартенсита когда происходит выделение определенного количества углерода и изменение состава карбидов, привод щее впоследствии при нагреве со скоростью 2-3°С/мин до 600°С стабилизации структуры . Только при. этих услови х обеспечиваетс требуема стабилизаци структуры, заключающа с в том, что при коагул ции карбидов в структуре не образуютс микрообъемы с высокой и низкой микротвердостью (Н), на наличие которых вли ет и распад микрообъемов остаточного аустенита.

Нагрев со скоростью менее 4°С/мин до Mj 70-100°С приводит к образованию менее легированного феррита. При последующей механической обработке образуетс сливна стружка.

При нагреве со скоростью более 5 °С/мин сохран ютс микрообъемы с высокой ми.кротвердостыо (износ инструмента ) .

Нагрев, до температуры отпуска на 2-м этапесо скоростью менее 2°С/мин приводит к образованию малолегированного феррита (сливна стружка), а прЛскорости более 3°С/мин в микрообъемах сохран етс бейнит, ведущий к износу режущего инструмента при дальнейшей механической обработке.

Температура нагрева и врем выдержки при аустенизации установлены экспериментально.

Способ осуществл ют следующим образом.

Провод т нагрев изделий из среднеуглеррдистых или легированных сталей дл проведени аустенизации, которую ведут следующим образом. Сначала одну треть времени вьщержку провод т при температуре на 70-100 С выше точки ACj, остальное врем выдержку ведут при температуре на

30-60 С выле ЛСд,после чего издели закаливают в воде или масле в зависимости от марки стали. После закалки издели подвергают высокотемпературному нагреву, При этом нагрев ведут в два этапа: сначала его ведут со скоростью 4-5°С7мин до температуры на ТО-ЮО С выие точки М, а далее до температуры отпуска - со скоростью 2-3°С/мин, после вьщержки при отпуске осуществл ют охлаждение заготовок -на воздухе .

Пример. Термической обработке подвергают заготовки валиков карданного .вала из стали 4ОХ. Максимальное сечение заготовки 60 мм, вес 8,5 кг о Дл стали 40Х точка Асз 800°С, М с- 330°С.

Нагрев 3ai OTOBOK дл аустениза-. ции провод т до в70-900°С и в течение 30 мин-вьщерживают при зтой температуре, а затем в течение 60 мин при 850-860°С, после этого

осуществл ют закалку в масле. Затем производ т нагрев дл отпуска в два этапа. В начале заготовки нагревают со скоростью 4-5 с/мин до 400-430°С в течение 80 мин, заO тем со скоростью /мин в течение 60 мин до , затем выдерживают при этой температуре в течение 20-25 мин, после чего охлаждают на воздухе.

5 Провод т также обработку указанных деталей по известнее способу. Режимы термической обработки по предлагаемому и известным способам приведены в табл.1.

Таблица-1

Известный

Предлагаемый

920/30

860/60

Характеристики локальных объемов микроструктур, микротвердость этих составл ющих, обща твердость и обрабатываемость резанием (.глубокое

180

600

180 600 600

20

20 600 85

25 600 35

25 600

600/2,7

25

600

400/5

сверление) у образцов после термической обработки по предлагаемому режиму приведены в 60 табл. 2.

перлит ерйит, бейнит перлит

перлит, бейнит

207-235

220-228 218-234

ерлит 209-236 Стабилизаци структуры улучшенной с помощью предлагаемого способа термической обработки достигаетс а результате исключений образовани . локгьпьиых микрообъемов малоуглеродистого феррита с минимальными значени ми микротвердости и структурных составл ющих бенитного и кважи перлитного Фипа с микротвердостью более 350 HSQ.

Таблица 2

Удовлетворитель ма

Неудовлетворительна

Удовлетворительна

То же 11

Неудовлетворительна (сливна стружкаJ

550

Неудовлетворительна (износ инструмента у

430

То же «. 380 290

Неудовлетворительна (сливна стружка) Стабилизаци в формировании локальных микрообъемов структуры приводит к улучшению обрабатываемости резанием (особенно при глубоко сверлении) что позвол ет увеличить стойкость сверл на 30-40%. Ожидаемый зкон(м 4ический зффакт составит не менее 30 тыс. РУб. в год.

Claims

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК из среднеуглеродистых и легированных сталей, включаю щий аустенизацию с последующей закалкой и высокотемпературный отпуск; отличающийся тем, что, с целью улучшения обрабатываемости резанием, путем стабилизации структуры, нагрев при отпуске ведут со скоростью 4-5°С/мин до температуры на 70-100°С вине точки М_м, далее до температуры отпуска со скоростью 2-3°С/мин.

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что при аустенизации одну треть времени выдержки проводят при температуре на 70-100°С выше Ас₃ ,две трети времени выдержки при температуре на 30-60°С выше Ac,, g ω