SU685702A1 - Способ закалки стальных изделий - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относитс  к мгшшностроению и может быть использовано дл  термического упрочнени  тонкостенньк изделий из среднеуглеродистьвс (0,2-0,5% С) легированных конст рукционных сталей. В практике тep в чecкoй обработки широко известны различные способы закалки, обеспечивающие снижение уровн  эакёшочных напр жений в обра батываекых издели х и уменьшение их .короблени  (изотермическа  закалка как в температурной области промежуточного , так н мартенситного превращени ) 1. Данные способы, успешно используемде дл  обработки изделий достаточно больших сечений (больше глубины прокаливаемости сталей), не могут быть применимы дп  термоупроч нени  тонкостенных изделий из сталей с высокой прокаливаемостью, тер мообрабатываемых в сечени х меньше глубины прокаливаемости, например из сталей мартенснтного или бейнитного классов. Известен также способ закалки 2 заключаюгдийс  в том, что сталь из аустенитного состо ни  охлаждают немного ниже температуры начала мар тенситного превращени  дл  получени  25-30% мартенсита с последующим переносом изделий в ванну дл  осуществлени  полного или почти полного изотермического распада вьше температуры мартенситного превращени  М„ (изотермическа  закалка ). Однако указанный способ имеет р д существенных недостатков, в частности он не применим к большинству конструкционных легированных сталей, так как ограничен стал ми с небольшим временем устойчивости переохлажденного аустенита. Известно, что дл  конструкционных сталей врем  выдержки при изотермической закалке в интервале температур промежуточного превращени  может составить несколько часов, что снижает производительность способа. Кроме того, известный способ предназначен дп  термообработки изделий, обрабатываемых в сечени х значительно больше глубины прокаливаемости стали. Однако формально он может быть применен и дл  термообработки тонкостенных изделий , при этом структура стали после закгшки состоит из смеси продуктов низкотемпературного отпуска мартенсита н продуктов промежуточного распада аустенита (бейнита). Такое структурное состо ние дл  большинства конструкционных сталей  вл етс  нежелательным вследствие повышенной склонности к необратимой отпускной хрупкости.

Целью изобретени   вл етс  улучшение пластических свойств, уменьшение закалочных напр жений и устранение короблени  при закалке тонкостенных изделий.

Цель достигаетс  тем, что охлаждение нагретого до аустенитного состо ни  издели  осуществл ют со скоростью выше критической до температуры ниже точки начала мартенситного превращени  Mjj на 30-50с дл  получени  во всем объеме переохлажденного издели  заданного количеств мартенсита (20-70%) в аустените, с последующим скоростным нагревом всего объема издели  со скорост ми (V 20-300 град/с), предотвращающими распад переохлажденного аустенита в температурной области выше точки М, до 500-700°С дл  отпуска образовавшегос  на первом этапе обработки мартенсита и последующего непрерьлвного охлаждени  всего издели  дл  закалки на мартенсит не распавшегос  на предыдущих этапах обработки аустенита.

Указанные услови  нагрева (У„ 20-300 град/с; Т„ ЗОО-УООс), включа  и граничные значени , на втором этапе обработки исключают возможность распада непревращенного аустенита и одновременно с этим привод т к полному отпуску мартенсита непосредственно в процессе скоростного нагрева, в св зи с чем необходимость в выдержке при отпуске отсутствует .

Выбор степени переохлаждени  ниже Мц на 30-50 С обусловлен необходимостью образовани  в объеме переохлажденного издели  такого количества мартенситной фазы (20-70%), которое при проведении скоростного нагрева на последующем этапе обрабо ки не вызывает значительного снижени  прочностных свойств и не способствует стабилизации непревращенного аустенита.

Структура стали после завершени термической обработки представл ет собой.мартенситную матрицу, гетерогенизированную продуктами высокотемпературного отпуска мартенсита.

Принципиальное отличие предлагаемого способа от известного заключаетс  в следующем:

1.Охлаждают весь объем нагретого до аустенитного состо ни  издели  ниже точки Мц дл  получени  заданного количества мартенсита в аустените, распределенного по всему

объему, а не только в поверхностных сло х по известному способу;

2.Нагрев издели  с аустенитномартенситной структурой на втором этапе обработки, с целью получени 

стабильных продуктов отпуска мартенсита , осуществл ют до 500-700С, а не до температур изотер1иической за-калки по известному способу (ниже 400С);

C3. Завершающей операцией обработки  вл етс  непрерывное охлаждение издели  дл  закалки на мартенсит сохранившегос  после двух этапов обработки аустенита, а не изотер ческа  вьщержка в известном способе, вследствие чего в предлагаемом способе исчезает необходимость в длительных вьщержках, равных инкубационному распаду переохлажденного аустенита;

54. в стали, обрабатываемой по

предлагаемому способу, формируютс  такие структурные состо ни , которые нельз  получить пр известному способу, при этом структура обрабо0 танной по описываемому способу стали состоит из смеси мартенсита и продуктов его отпуска, а после обработки по известному способу-структура стали представл ет собой смесь

5 низкоотпущенного мартенсита и продуктов изотермического распада. аустенита.

Пример . Способ закалки был опробован при термообработке стальной полосы из стали 37Х2НГСМ по схеме: нагрев до 950С; охлаждение сжатым воздухом до 250С дл  получени  30% мартенсита; скоростной нагрев

к Н -2 град/с)до бООс и окончательное охлаждение до комнатной температуры. После закгшки провод т отпуск: 0,5 ч при . Дл  получени  сравнительных данных осуществл ют термообработку этой стали по

0 известному способу: нагрев до охлаждение в масле дл  получени  30% мартенсита; перенос в ванну с температурой выдержка при этой температуре в течение 3,5 ч

5 и окончательное охлаждение на воздухе .

Результаты механических испытаний термообработанных сталей приведены в таблице.

Таким образом, пластичность стали , обработанной по предлагаемому способу, почти на 30% выше пластичности стали, обработанной по известному способу, при сопоставимом уровне прочности.

Claims (2)

1.Лахтин Ю.М, Металловедение и 30 термическа  обработка металлов. М.,

Металлургиздат, 1976, с. 241243 .

2.Авторское свидетельство НРБ

13818, кл. С 21 D 1/78, 1971 ( прототип).