SU1122750A1 - Способ термической обработки низкоуглеродистых легированных сталей - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, (включающий цементацию. отжиг с .выдержкой в интервале А -А , закалку и отпуск, отличающиис   тем, что, с целью повышени  износостойкости путем увеличени  карбидной фазы, ее глубины и равномерности распределени , цементгщию осуществл ют двухстадийно с углеродным потенциалом на первой стадии выше предела растворимости углерода в аустените а на второй - ниже этого предела. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что дл  стали 20Х первую стадию цементации производ т с углеродным потенциалом 1,5-1,7, а вторую - 1,1-1,3%.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени  и может быть использовано дл  упрочнени  деталей, рабо тающих в услови х износа с относительно небольшими силовыми нагрузка ми.., Известен способ термической обработки , включающий циментацию с последующей закалкой. При этом цементацию можно проводить либо при п сто нном углеродном потенциале, либ ступенчато, вначале с более высоким углеродным потенциалом, обеспечиваю щим получение в поверхностной зоне концентрации углерода 1,3-1,5%, а затем с пониженным, чтобь( получить оптимальное содержание углерода, н пример ,0,8%. ,. Ступенчатое изменение углродного потенциала атмосферы позвол ет кратить продолжительность процесса 1 J. При обработке по известному способу дл  низкоуглеродистых легиров ных сталей глубина сло  глобул рных карбидов не превышает 0,2 мм. Обработка по данному способу не обеспечивает равномерного распредел ни  карбидов. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ тер мической обработки низкоуглеродисты легированных сталей, вкпючаклций цементацию с углеродным потенциалом ниже предела растворимости углерода в аустените, отжиг с выдержкой в интервале А А.. , закалку и отпуск С2. Вследствие резкого падени  содер НИН углерода в слое при отжиге в ме критическом интервале температур вы ление карбидов происходит в тонком приповерхностном слое. Металлографические исследовани  показали, что глубина сло  с карбидами и объем карбидной фазы невелики , карбиды распределены неравномерно по телу зерна, так как выделение карбидов при охлаждении от температу.ы выше Ас происходит пре имущественно на уже готовых центрах , сформировавшихс  в поверхностном слое при охлаждении после цементации. Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости путем увеличени  карбидной фазы, ее глубины и равномерности распределени . Дл  достижени  поставленной цели согласно способу термической обработки низкоуглеродистых легированных сталей, включающему цементацию , отжиг с выдержкой в интервале ACf,-- Acj , закалку и ртпуск, цементацию осуществл ют двухстадийно с углеродным потенциалом на первой стадии выше предела растворимости углерода в аустените, а на второй - ниже этого предела. Дл  стали 20Х первую стадию цемейтации производ т с углеродным потенциалом 1,5-1,7%, а вторую - с углеродным потенциалом 1,1-1,3%. Пример. Детали и образцы из стали 20Х загружали в нагретую до печь типа Ц-105. По достижении температуры 850 печь продували керосином дл  вытеснени  воздуха. Керосин подавали в количестве 200-240 капель в минуту в течение 10-15 мин до по влени  устойчивого факела горени  отход щих газов. После установлени  в печи температуры 930+10°С вновь подавали керосин в количестве 120-130 капель в мину-, ту, вед  процесс с углеродным потенциалом 1,5-1,7%. Величина углеродного потенциала, с одной стороны , обеспечивали максимальное насыщение стал углеродом, с другой стороны, не вызывала образовани  сажи (контроль по цвету факела). Через 5-6 ч после получени  двух третьих общей глубины сло  насыщени  на корректировочном свидетеле подачу керосина: снижали до 60-70 капель в минуту и выдерживали при углеродном потенциале 1,1-1,3%. Данный потенциал позвол л, с одной стороны, обеспечить максимальное насыщение стали углеродом, с другой - не допустить , чтобы содержание углерода в стали превьшало предельную растворимость углерода в аустените при температуре цементации. Образцы и детали выдерживали до , получени  заданной глубины сло , о чем судили по корректировочному . свидетелю. Углеродный потенци-ал атмосферы ог 1редел ли по содержанию углерода в образце из стальной фольги 08 кп ГОСТ 50-371, который помещали в печь через отверстие дл  корректировочных свидетелей, выдерживали в течение часа, закалиали в воде и подвергали химическому анализу. Получив заданную глубину сло  1,4 мм, подачу керосина прекращали детали выгружали из печи и охлаждали на воздухе, не допуска  при этом образовани  карбидной сетки. Качество цементации оценивали на контрольном свидетеле. После этого детали нагревали и выдерживали в межкритической области температур А 750-950°С { по диа грамме состо ни ). В частности, дл  стали 20Х оптимальна  температу- . ра нагрева составл ет 790±10°С. Де тали и образцы из этой стали выдерживали 45-60 мин после прогрева садки. Повышение температуры нагре ва стали 20Х против указанной, как и увеличение выдержки, нежелательны , так как способствуют растворени избыточных карбидов. При понижении температуры или уменьшении выдержки количество образуюпщхс  избытом ных карбидов резко снижаетс . После прогрева выдержки детали и образцы охлаждали на воздухе, фор миру  структуру мелкозернистого пер лита. Затем детали нагревали под. закалку по 840+10°С, выдерживали после прогрева садки 45-60 мин, охлаждали в масле и отпускали при 180±10 С. Выбранные температура на грева и выдержка при закалке обесп чивали, с одной стороны, полный переход перлита в аустенит и одновременно , с другой стороны, позвол  ли сохранить избыточные мелкозернистый карбиды в аустените. В результате такой обработки получали структуру мартенсита с равномерно аспределенными глобул рными карби дани в поверхностном слое с твердостью более HftC 60 и малоуглеродистого мартенсита в сердцевине с твердостью более HRC,30. .При общей глубине сло  цементации 1,4 мм эффективный слой с карбидами составл л 0,79 мм,.объем карбидной фазы 12,5%. При обработке по известному спо- собу цементацию проводили с углеродным потенциалом, не превышающим предел растворимости углерода в аустените. Дл  стали 20Х он не щ)евьш1ал 1,3%, Режимы отжига закалки и отпуска аналогичны обработке по предложенному способу. После обработки по известному способуглубина эффективного сло  составл ла 0,2 мм, количество карбидной фазы 6,4%. Результаты металлографического ис .следовани  приведены в таблице. Испытани  при трении скольжени  iB малоабразивной среде за 30000 циклов показали, что износостойкость образцов по предлагаемому способу повьш1аетс  в 2-3 раза, а величина предельно допустимого износа за счет увеличени  глубины эффективного сло  - в 3 раза. Технико-экономический эффект дости гаетс  в результате повышени  износостойкости деталей. Предпагаемый способ расшир ет возможности применени  конструкцион- ных стапей дл  деталей, ра ботающих на износ в услови х сложного нагружени .

Claims (2)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, включающий цементацию, отжиг с выдержкой в интервале А_с ~А£ , закалку и отпуск, о тли ч ающиис я тем, что, с целью повышения износостойкости путем увеличения карбидной фазы, ее глубины и равномерности распределения, цементацию осуществляют двухстадийно с углеродным потенциалом на первой стадии выше предела растворимости углерода в аустените, а на второй - ниже этого предела.

2. Способ по п. ^отличающийся тем, что для стали 20Х первую стадию цементации производят с углеродным потенциалом 1,5-1 ,7%, а вторую - 1,1-1,3%. § ω