SU1731839A1

SU1731839A1 - Способ термомеханической обработки изделий

Info

Publication number: SU1731839A1
Application number: SU904802772A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Алимов; Алла Петровна Штыхно; Ирина Евгеньевна Баирова
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Изобретение относитс к термомеханической обработке из конструкционных легированных сталей и может быть использовано в кузнечных цехах машиностроительных и металлургических заводов. Цель изобретени - сокращение процесса и повышение ударной в зкости. Способ заключаетс в пластической деформации заготовок при температурах аустенитизации, переохлаждении до температур образовани структуры нижнего байнита, выдержке, в процессе которой осуществл ют термоциклирование в интервале температур образовани нижнего бейнита, и окончательном охлаждении. В результате образуетс субмикронеоднородна структура, обеспечивающа повышение ударной в зкости. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Description

сл

С

Изобретение относитс к термомеханической обработке изделий из конструкционных легированных сталей типа 45, 40ХН, 40Х,40ХНМА, 38ХМЮА и других, предназначенных дл деталей типа пальцев, высокопрочных болтов, соединительных планок, звеньев цепи, и может быть использовано в кузнечных, кузнечно-прессовых и других цехах машиностроительных и металлургических заводов.

Известны способы термомеханической обработки, включающие аустенитизацию, гор чую пластическую деформацию и охлаждение до получени структуры бейнита при длительной изотермической выдержке, которые нашли применение в технике и повышают некоторые эксплуатационные свойства сталей.

Недостатками этих способов вл ютс длительность цикла обработки и низка эффективность .

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ термомеханической обработки изделий из стали, включающий аустенитизацию, пластическую деформацию , переохлаждение аустенита до температур образовани структуры бейнита, изотермическую выдержку при данной температуре до завершени бейнитного превращени и окончательное охлаждение.

Недостатком этого способа вл етс больша длительность цикла обработки за счет длительности получени бейнитной структуры, что св зано с проведением изотермической выдержки в области бейнитного превращени , а также низкой ударной в зкостью, св занной с работой разрушени при динамическом нагружении.

Цель изобретени - сокращение процесса бейнитного превращени и повышение ударной в зкости.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу, включающему аустенитиVJ

СО

оэ

CJ

SQ

зацию, пластическую деформацию, переохлаждение аустенита до температур образова ни структуры нижнего бейнита, выдержку при данной температуре до завершени бейнитно- го превращени и окончательное охлажде- ние, в процессе выдержки осуществл ют термоциклирование в интервале температур образовани нижнего бейнита. Причем количество циклов определ етс из выражени

n 1+0.(5...10) C2, где Ci - суммарное количество Ni, Mn, Si, С, Си, Со. Ai, %;

С2 суммарное количествоTi, Mo, V, Nb, W. %.

Термоциклмрование при температуре образовани нижнего бейнита (Мн + 20- 40°С) ведут дл ускорени получени структуры нижнего бейнита. Термоциклирование в интервале температур ниже МН+20°С приведет к образованию структуры мартенсита и частичного бейнита. Это способствует повышению хрупкости, получению неоднородной структуры и понижению ударной в зкости. Термоциклирование выше температуры образовани структуры нижнего бейнмта (выше МН+40°С) будет способствовать замедлению процесса образовани бейнита, а следовательно, увеличению цикла обработки и снижению прочностных характеристик. Периодические кратковременные нагревы до температуры , не превышающей верхнюю границу образовани структуры нижнего бейнита, и последующие охлаждени до температуры Мн-1-20-40°С обеспечивают более полное превращение аустенита в нижний бейнит. С каждым нагревом и охлаждением количество остаточного аустенита уменьшаетс . Это и обуславливает сокращение длительности процесса получени структуры нижнего бейнита. Кроме того, при этом частично аус- тенит переходит ва-фазу с меньшим содержанием углерода. Поэтому образующийс нижний бейнит имеет меньшее количество углерода. В результате этого образуетс субмикронеоднородна структура, обеспечивающа повышение работы разрушени , т.е. ударной в зкости.

Количество термоциклов выбирают из следующих условий. Карбидообразующих элементов в стал х в процентном отношении содержитс небольшое количество, поэтому в формуле в качестве свободного члена используетс единица, так как она обеспечивает хот бы один нагрев с охлаждением в области образовани структуры нижнего бейнита. Использовать коэффициент более единицы нецелесообразно, так как интервал инкубационного периода и периода распада переохлажденного аустенита очень мал дл низколегированных сталей, а вести термоциклирование после окончани процесса образовани нижнего бейнита не имеет смысла.

Таким образом, предлагаемый способ термомеханической обработки изделий ведет к сокращению длительности получени структуры нижнего бейнита и повышению ударной в зкости, а следовательно, отвечает критерию существенные отличи .

Пример. Дл осуществлени способа термомеханической обработки изделий вз ли заготовки диаметром 30 мм и длиной 200 мм из конструкционных легированных сталей 45 и 40ХН с химическим составом, соответствующим марочному.

Заготовки нагревали в камерной печи типа СНЗ до температуры аустенитизации 900±10°С, затем подвергали гор чей пластической деформации ковкой на молоте с плоскими бойками. Гор чую деформацию производили в три приема с междеформационной паузой 1с. Обща степень деформации составила 70-75%. После последнего удара производили охлаждение образцов до 370-390°С дл стали 45 и 325-345°С дл стали 40ХН. Дл стали 45 производили два термоцикла с нагревом до 390-400°С, а дл стали 40ХН - три термоцикла с нагревом до 350-360°С. После завершени процесса образовани структуры нижнего бейнита производили охлаждение до комнатной температуры.

Дл сравнени из этих же сталей изготовили образцы по известному способу термомеханической обработки. Аналогичные образцы нагревали до 900°С, выдерживали при ней, подвергали гор чей пластической деформации, а затем охлаждали до 370- 390°С дл стали 45 и 325-345°С дл стали 40ХН. Изотермическую выдержку при этих температурах производили в течение 80с до завершени бейнитного превращени . Окончательное охлаждение производили до комнатной температуры.

Сравнительные результаты испытаний образцов сведены в таблицу. Из таблицы следует, что издели , обработанные предлагаемым способом, обладают более высокой ударной в зкостью и более коротким циклом обработки.

Claims

Формула изобретени 1. Способ термомеханической обработки изделий, преимущественно из конек ;укцион- ных сталей, включающий аустенитизацию, пластическую деформацию, переохлаждение аустенита до температур образовани структуры нижнего бейнита, выдержку при

данной температуре до за вершени бейнит- ного превращени и окончательное охлаждение , отличающийс тем, что, с целью сокращени процесса и повышени ударной в зкости, в процессе выдержки осуществл ют термоциклирование в интервале температур образовани нижнего бейнита.
2. Способ по п.1,отличающийс тем, что количество циклов определ ют из выражени

,5 Ci-K5...10)C2,

где Ci - суммарное количество Ni, Mn, Si, С, Си, Со, AI, %;

С2 - суммарное количество Ti, Mo, V, Nb, W,%.