SU1694665A1

SU1694665A1 - Способ термической обработки деталей из мартенситно-стареющих сталей

Info

Publication number: SU1694665A1
Application number: SU894711146A
Authority: SU
Inventors: Юрий Варданович Шахназаров; Сергей Сергеевич Колесов; Надежда Константиновна Шмаргунова; Татьяна Витальевна Воробьева; Евгений Михайлович Мисюревич; Александр Сергеевич Набоков; Вячеслав Владимирович Скрелин
Original assignee: Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при термической обработке мартенситно-стареющих сталей. Цель изобретени - повышение комплекса механических свойств, сокращение технологического цикла и снижение уровн остаточных напр жений. Сталь ОЗН17К9М2В10 нагревают до 1100&deg;С и охлаждают с температуры конца гор чей деформации 960&deg;С и подвергают механической обработке. Предварительно провод т построение зависимостей предела текучести данных сталей от температуры старени в интервале 400-550&deg;С и определ ют параметры термической обработки (температура и длительность старени ). Старение при 495&deg;С в течение 50 мин с последующим охлаждением в воде обеспечивает предел текучести 2000 МПа, относительное сужение - 55% с одновременным уменьшением уровн остаточных напр жений . 1 табл. в fe

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при термической обработке деталей из мартенситно-стареющих сталей.

Цель изобретени - улучшение комплекса механических свойств, сокращение технологического цикла и снижение уровн остаточных напр жений.

Пример. Проводили термическую обработку деталей из стали ЭП-836 (ОЗН17К9М2В10)

Последовательность операций при осуществлении способа.

Claims

1. Нагрев до температуры аустениза- ции, выдержка, охлаждение, операцию аус- тенизации совмещали с нагревом под гор чую пластическую деформацию

2.Задавали исход из технологических условий необходимый уровень предела текучести (оь,2).

3.Подбирали температуру старени (Ti), обеспечивающую при продолжительности TI 3 ч заданный уровень предела текучести .

4.Подбирали температуру старени (Та), обеспечивающую при продолжительности Тз 40 мин заданный уровень предела теку- ч ести.

5.Подбирали температуру старени (Тз), обеспечивающую при продолжительности тз 20 мин заданный уровень предела текучести .

6.Полученные значени температуры и продолжительности старени подставл ли в систему уравнений

аТз+b

где а, Ь, с, - коэффициенты, завис щие от предела текучести и марки стали.

7.Решали систему уравнений (2), определ значение коэффициентов а, Ь, с.

8.Задавались рациональным по технологическим и теплотехническим соображени м продолжительностью старени из промежутка 20-180 мин.

9.Определ ли температуру старени из выражени (1) путем подстановки коэффициентов а, Ь, с и заданной (по п.7) продолжительности старени .

10.Проводили старение по найденным параметрам: температура (п.8) и продолжительность старени (п.7).

11.Охлаждение от температуры старени проводили в воде.

Температуру старени TI выбирали исход из заданного предела текучести оь,2 по кривой о&,2-ТСт. Кривую строили путем определени Оо,2 на образцах из заданной стали, состаренных при различных температурах в интервале 400 -550°С, при продолжительности старени п 3 ч. Выбранный интервал температур старени объ сн етс тем, что в этом диапазоне температур проход т процессы старени всех мартенситно-старею- щих сталей.

Аналогично происходит выбор температуры старени Т2 при длительности старени Т2 40 мин и Тз при тз 20 мин.

Конкретные параметры обработки:

1.Операцию аустенизации совмещают с нагревом под гор чую пластическую деформацию . Проводили нагрев до 1100- 1200°С, гор чую пластическую деформацию и охлаждение с температуры конца гор чей пластической деформации (800-900°С), затем механическую обработку.

2.Исходили из необходимого уровн предела текучести 1950 МПа.

По кривым оь,2-тст определ ли температуры старени , обеспечивающие заданные уровни предела текучести.

3.При продолжительности старени TI 3 ч заданный уровень предела текучести обеспечивает температура TI 480°C.

4.При продолжительности старени Т2 40 мин заданный уровень предела текучести обеспечивает температуру Т2 500°С.

5,При продолжительности старени тз 20 мин заданный уровень предела текучести обеспечивает температура Тз 530°С.

6.Полученные значени температуры и продолжительности старени подставлены в систему уравнений (2):

1

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

180+с 40 + с

480 : а + Ь 1

20 + с

500 а + Ь 1

530 а + Ь

7.Решали систему уравнений (2), определ значение коэффициентов а, Ь, с:а 1,004 Ь - -0,476; с -2,079.

8.Задавались продолжительностью старени :

т 20 мин; т 50 мин; г 180 мин.

9.Определ ли температуру старени из выражени (1):

1

Тст

10 3-2,087

10

-з

1,004 + 474,104; Тот 530°С; П т 495°С; Гс т 480°С.

10.Проводили старение по найденным параметрам:

530°С; т1 20 мин; Тст 495°С; т 50 мин; Гст 480°С; т 180 мин.

11.Охлаждение от температуры старени проводили в воде, а при режиме; Тст 530°С; т 20 мин, охлаждение провод т на воздухе и в воде,

Проводили контроль механических свойств и остаточных напр жений.

Результаты контрол показаны в таблице .

Проводили термическую обработку по известному способу.

Режимы и механические свойства, определенные после проведени термической обработки, приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ термической обработки позвол ет получить лучший комплекс механических свойств. Повышаетс предел текучести (оо,2 - 2000-2050 МПа по предлагаемому способу и оь.2 1830-1990 МПа по известному способу), повышаетс ударна в зкость

(с 0,37-0,43 по известному способу до

м

0,43-0,45

МДж

по предлагаемому способу)

и относительное сужение гр увеличиваетс

с 43-51 % по известному способу до 54-56% по предлагаемому способу. Обеспечиваетс также сокращение технологического цикла и снижение уровн остаточных напр жений .

Предлагаемый диапазон температур и продолжительности выдержки определ ют следующими факторами. После аустениза- ции и охлаждени получают мартенситную структуру. Дл упрочнени детали провод т старение. В процессе старени сначала атомы легирующих элементов мигрируют к дислокаци м, затем образуютс метаста- бильные выделени , обогащенные никелем и молибденом, с упор доченным располо- жением атомов и структурой to-фазы, далее метастабильные выделени переход т в стабильную фазу типа Fe2Mo. После такого цикла термической обработки сталь имеет хорошую пластичность и в зкость. Предла- гаемый диапазон времен старени (т) объ сн етс тем, что при т 20 мин процессы старени не успевают пройти,а при т 180 мин проход т процессы перестарива- ни , т.е. идет процесс коагул ции упрочн - ющих фаз, что приводит к разупрочнению. Ускоренное охлаждение в воде от температуры старени способствует снижению уровн остаточных напр жений из-за создани на поверхности детали сжимающих на- пр жений.

Согласно предлагаемому способу определ ютс параметры термической обработки (температура и длительность старени ).

Охлаждение после старени проводитс в воде дл снижени уровн остаточных напр жений .

Формула изобретени Способ термической обработки деталей из мартенситно-стареющих сталей, включающий аустенизацию, охлаждение, механическую обработку и старение, отличающийс тем, что, с целью улучшени комплекса механических свойств, сокращени технологического цикла термической обработки и снижени уровн остаточных напр жений , предварительно провод т построение зависимостей предела текучести от температуры старени в интервале температур старени 400-550°С и продолжительности старени 20-180 мин, определ ют дл заданного уровн предела текучести температуры и длительности старени , рассчитывают исход из системы уравне ний

1

TI + с

1 1,2,3

(D

aTj +b

где т и TI - длительность и температуры старени ;

а, Ь, с - коэффициенты, завис щие от требуемого предела текучести и марки стали ,

и далее провод т старение с длительностью в интервале 20-180 мин и температурой, определ емой из выражени

1

а ( ri + с ) а

ТСт