SU1301856A1 - Способ термической обработки заготовок - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  термической обработки, а именно способов термической обработки заготовок из сред- нелегированных цементируемых сталей, полученных с установок непрерывной разливки. Цель изобретени  - улучшение обрабатываемости резанием за счет стабилизации структуры. Шестерню, изготовленную из стали, полученной с установок непрерывной разливки, подвергали нагреву до-900-920 С в течение 144 мин, охлаждению в течение 5 мин до 680°С, изотермической выдержке в печи при 620 С в течение 240 мин, охлаждению до комнатной температуры  а воздухе, ступенчатому отпуску в Q 4-зонной печи в интервале А, - (10- 30)°С до Ар - (80-100)°С. 1 табл. S (Л 00 ел 05

Description

Изобретение относитс  к термической обработке с:талей, а Фшнно к способам термической обработки заготовок из среднелегированных цементуемых сталей, полученных с установок непрерывной разливки, дл  улучшени  обрабатываемости резанием.

Цель изобретени  - улучшение обрабатываемости резанием заготовок за счет стабилизации структуры.

После гор чей пластической деформации (ковки или штамповки) заготовки загружают на поддон и помещают в агрегат изотермического отжига. В печи аустенитизации агрегата осуществл етс  нагрев заготовок до температуры АС,+ (50-150) С и выдержка при этой температуре. Затем поддон с заготовками переталкиваетс  в камеру подстуживани , где проводитс  охлаждение заготовок до температуры перлитного превращени , после чего поддон помещают в печь изотермической вьщержки и выдерживают при температуре максимальной скорости перлитного превращени  (600-660 С) в зависимости от марки стали. Далее заготовки охлаждают на воздухе до комнатной температуры . После изотермического отжига заготовки подвергают отпуску в трех-.или четырехзонной печи. При это в первой и последней зонах печи устанавливаетс  и поддерживаетс  темпе - ратура, соответствующа  Ар - (80 - 100) С. В средней зоне (зонах) печи температура соответствует Ari,- (Ю - 30) С. После прохождени  заготовок через отпускную печь их охлаждают на воздухе.

После осуществлени  термической обработки по предлагаемому способу получаетс  ферритно-перлитна  структура и твердость стали в пределах 170-207 НЕ, что обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость ем заготовок на автоматических лини х . Бейнит в структуре отсутствует 1 .

П р им ер. Термическую обработку заготовок (шестерн ), изготовленных из стали 20ХГНМТА, полученной с установок непрерывной разливки, провод т в производственньк услови х с использованием промышленного агрегата изотермического отжига и отпускной печи. Температурно-временной режим термической обработки включает в себ  аустенитизацию при 900-920 С в течение 144 мин, охлаждение в темин ,

в камере подстуживани 

изотермическую выдержку 620 с в течение 240

чение

до

в печи при bidU U в течение ZA-U мин,

охлаждение до комнатной температуры

иа воздухе, а также отпуск заготовок в 4-зонной печИд TeNmepaTypa в которой соответствует: 1-  зона 600 С, 2-  и 3-  зоны 680 С, 4-  зона 600 С. Врем  нахождени  заготовок в каждой

зоне печи составл ет 90 мин.

Режимы термической обработки заготовок , структура и свойства стали 20ХГНМТА с установок непрерывной разливки после различных способов термической обработки приведены в таблице (где П - перлит, Ф - феррит, Б - бей- ннт, Т - тростит, М - мартенсит).

Особенностью стали с установок непрерывной разливки от гор чекатан- . ного металлопроката  вл етс  неравномерность макроструктуры по сечению заготовки, выраженна  в наличии плотного металла столбчатого строеьш  в подповерхностной зоне, переход щего в зону более крупных дендритов. Микроструктура стали.соответствует сор- битообразному перлиту с ферритом в виде мелких осей дендритов внутри зерен , а также характеризуетс  феррито- перлитной неоднородностью (полосчатостью ) . Кроме того, по сечению заготовки имеетс  химическа  микронеодно- родность, о чем сврщетельствует дендритное строение и больша  полосчатость структуры. Хиьшческа  микронеоднородность приводит к существенному различию свойств стали в микрообъемах (критические точки, устойчивость переохлажденного аустенита, критическа  скорость закалки и т.д.).

С помощью дилатометра Formastor- F дл  стали 12ХН2 с установок непрерывной разливки начало превращени  перлита в аустенит зафиксировано при 630 С, конец превращени  - при 680 С, а дл  г ор чекатанного металлопроката - соответственно при 670 и 680 С.

В процесс-е нагрева до температуры ,+ (50-150) С, выдержки, охлаждени 

АГ

5

до температуры перлитного превращени , вьздер :ки и последующего охлаждени  до ко шатной -температуры в заготовках , изготовленнь х из стали с установок непрерывной разливки, формируетс  структура включающа  перлит, феррит и бейнит. Образование бейнита св зано с химической микронеоднород- ностьш в стали. Дополнительный ступенчатый отпуск приводит к стабильному получению структуры феррит + перлит . При этом на этапе вьщержки при температуре А, - (10-30) С происходит распад бейнита на перлит сорби- тообразньй. Завершение о тпуска при температуре ниже Ар, на .80-100 С с последующим охлаждением заготовок на воздухе позвол ет стабильно фикситвердость 187НВ и зафиксирована удовлетворительна  обрабатываемость резанием на линии механической обработки . Поломок режущего инструмента и преждевременного его износа не наблюдалось .

Положительные результаты по обработке резанием получены и на других ровать структуру, состо щую из ферри-fo термически обработанных по предлагае- та и перлита.мому способу заготовках, изготовленОкончание операции отпуска при ных из сталей, полученных с установок температуре, превышающей Аг, - (80 - непрерьшной разливки. 100)° С, приводит к образованию бейнита в структуре. Это св зано с хими- J5 Фор мула изобр етени  ческой микронеоднородностью стали, а именно с наличием микрообъемов в стали с повышенным содержанием легирующих элементов, дл  которых крити20

ческа  точка превращени  перлита в аустенит на 40-50°С ниже, нежели дл  среднего состава стали. В таких микрообъемах стали в процессе отпуска заготовок идет превращение перлита в аустенит, и при последующем охлаж- 25 дении на воздухе из аустенита образуетс  бейнит, отрицательно вли ющий на обрабатываемость резанием.

После такой обработки на заготовСпособ термической обработки заготовок , преимущественно среднелегиро- ванных цементуемых сталей по выходе их с установки непрерывной разливки, включающий нагрев до Acj + (50 - 150) С, выдержку, охлаждение до температуры перлитного превращени , выдержку , охлаждение и отпуск, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  обрабатываемости резанием за счет стабилизации структуры, отпуск провод т ступенчато с последовательным понижением температуры в

ках, дет. 5320-2402110, шестерн , по-30 интервале от АГ, - (10-30)С до Ар,- лучена структура феррит + перлит, (80-100) С.

710-710-710-710

710-680-640-640 680-680-640-640 600-680-680-600 680-640-600-600 680-620-600-600 680-620-600-550 640-620-600-600

600-600-600-600

Длительность выдержки при каждой температуре соответствует 90 мин. Приведена микротвердость трооститно-мартенситной структуры.

твердость 187НВ и зафиксирована удовлетворительна  обрабатываемость резанием на линии механической обработки . Поломок режущего инструмента и преждевременного его износа не наблюдалось .

ных из сталей, полученных с установок непрерьшной разливки. Фор мула изобр етени 

Способ термической обработки заготовок , преимущественно среднелегиро- ванных цементуемых сталей по выходе их с установки непрерывной разливки, включающий нагрев до Acj + (50 - 150) С, выдержку, охлаждение до температуры перлитного превращени , выдержку , охлаждение и отпуск, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  обрабатываемости резанием за счет стабилизации структуры, отпуск провод т ступенчато с последо

247 473 226 Поломка

инструмента

305 197 362 165

305 207362

241 192255 192262 198255 192292 207321

302 197353

155 Удовлетворительна  63 63

114 Поломка инструмента

156

Claims (1)

1. Способ термической обработки заготовок, преимущественно среднелегированных цементуемых сталей по выходе их с установки непрерывной разливки, включающий нагрев до Ас₃ + (50 150) С, выдержку, охлаждение до температуры перлитного превращения, выдержку, охлаждение и отпуск, отличающийся тем, что, с целью улучшения обрабатываемости резанием за счет стабилизации структуры, отпуск проводят ступенчато с последовательным понижением температуры в интервале от А_г - (10-30)°C до А_г, (80-100)°С.

   Температурный режим обработки, С* Микроструктура Твердость, НВ -—------------- Микротвердость, HV 4HV Обрабатываемость 710-710-710-710 М+Т+Ф 341 - 247 473** 226 Поломка инструмента 710-680-640-640 П+Ф+Б 269 305 197 362 165 __ 1!_ 680-680-640-640 П+Ф+Б 269 305 207 362 155 — ^П — 600-680-680-600 П+Ф 187 241 192 - 49 Удовлетворительная 680-640-600-600 П+Ф . 183 255 192 - 63 680-620-600-600 П+Ф 187 262 198 - 64 _ 11_ 680-620-600-550 П+Ф 183 255 192 - 63 640-620-600-600 П+Ф+Б 223 292 207 321 114 Поломка инструмента 600-600-600-600 П+Ф+Б 217 302 197 353 156