SU789593A1 - Способ обработки сплавов на основе железа - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к металлургии,. в частности к способам обработки железоуглеродистых сплавов и .может Яайти применение на предпри ти х машиностроительной и металлургической промышленности при обработке давлением заэвтектоидных и ледебуритных сталей и сплавов, характеризующихс  пониженной пластичностью вследствие химической неоднородности состава и неблагопри тной морфологии структурных составл ющих, в частности карбидной фазы.

Известен способ термоциклической обработки сплавов. Многократные нагревы и охлаждени  относительно температур пр мого и обратного фазового превращени  способствуют формированию  чеистой структуры сплава, активному протеканию диффузионных процессов и, как следствие этого, устранению химической неоднородности 1.

Однако недостаток известного способа обработки состоит в том, что поскольку термоциклирование производитс  в области относительно низких температур 100-650°С, неоднородность в распределении и форме карбидов сохран етс . В результате общий уровень пластичности заэвтектоидных и ледебуритных инструментальных сталей и сплавов мен етс  незначительно.

Известен способ обработки, включающий многократные-нагрев и охлаждение сплава в области более высоких температур пор д ка 800-1050°С, что соответствует 0,55- 0,75 Тпд, где Тпл. - температура плавлени  материала и пластической деформации при этих температурах. Многократные нагрев и охлаждение на воздухе в процессе деформации вызывают раздробление и устранение карбидной сетки и по окончании процесса структура сплава преимущественно состоит из пластинчатого верлита и карбидов компактной формы. Если на завершающей стадии процесса реализовать еще и циклический отжиг в интервале температур

680-760°С, то можно устранить химическую неоднородность и получить структуру, состо и1ую из карбидов шаровидной формы на ферритной основе. Если сплав с полученной структурой нагреть до высокой температуры, то пластичность его будет безусловно высокой 2.

Этот способ обработки применим ли1пь к сплавам с относительно высокой пластичностью , поскольку при многократном нагреве до 8UU-ШБО С минимальна  степень деформации должна составл ть 20-40% после каждого нагрева. Если же сплав вследствие низкой пластичности не выдерживает такой деформации, то способ обработки реализовать на практике невозможно. Цель изобретени  - повышение пластичности заэвтектоидиых и ледебуритных инструментальных сталей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что заготовки из заэвтектоидных и ледебуритных инструментальных сталей цодвергаютс  нагреву до температуры 0,85-0,90. Тд, и охлаждению на воздухе до температуры окружающей среды 18-25°С. Циклически повтор ющиес  многократные нагревы до предплавильных температур обеспечивают формирование пластичного приповерхностного сло  металла за счет диффузии химических элементов в поверхностный слой, а охлаждени  на воздухе позвол ют достаточно просто удал ть избыток этих элементов в виде окалины. Принципиальное отличие предлагаемого способа обработки от используемых в насто щее врем  заключаетс  в том, что основные изменени , обусловленные обработкой, протекают не во всем объеме металла, а преимущественно в припо верхностном слое, и представл ют собой диффузионный процесс перераспределени  химических элементов, в результате которого значительно повышаетс  устойчивость .металла против разрушени , поскольку приповерхностный слой, обедненный карбидообразующими химическими элементами, при деформации выполн ет роль пластичной оболочки. Пример I. Провод т термоциклическую обработку литых быстрорежущих сталей Р6М315, Р6МЗФ4К5, Р9МЗ, Р9МЗК5, Р9МЗФ4, Р9МЗФ4К5, Р12Ф4К5 и Р12МЗК5, имеющих температуру плавлени  1390- 14IOfC. Нагретые до 0,90 Т 1250°С заготовки охлаждают на воздухе до 20°С и после различного числа циклов обработки прокаткой на клин определ ют пластичность . При установлении температуры нагрева 0,9 Т„, руководствуютс  следующими соображени ми. Известно, что диффузи  определ етс  температурой нагрева, оптимальное значение которой соответствует линии солидуса, т. е. температуре плавлени  материала. Однако, на практике, чтобы избежать перегрева и пережога, максимальную температуру нагрева металла стараютс  не цревыщать 0,85-0,90 Тпд.Дл  получени  сравнительных данных параллельнопровод т обработку металла примен емым на производстве известным способом - наppgg до 1150°C и последующа  пластическа  деформаци  в интервале температур 1150- 8000°С. Данные по пластичности при температуре .испытани  1100°С сведены в табл. 1. Таблица 1

Р6МЗК5

Р6МЗФ4К5

Р9МЗ

P9M3KS

Р9МЗФ4

Р9МЗФ4К5

Р9Ф4К5

Р12Ф4К5

Р12МЗК5

1,61

1,23

1,10

1,46

1.52

2,26

1,22

1,37

2,51

1,34

0,90

1.12

0,92

0,80

Термоциклическа  обработка предлага .емым способом позвол ет повысить пластичность литых быстрорежущих сталей. Чтобы объ снить различи  в пластичности на электронном микроанализаторе «Камека изучают распределение химических элементов. Сопоставление показывает, что термоциклирование предлагаемым способом активизирует диффузию хрома и ванади  в поверхностный слой, в результате чего пластичность быстрорежущих сталей повышаетс  в 2-3 раза.

Режим охлаждени  металла на воздухе до температуры окружающей среды 20°С выбран в св зи с тем,.что при охлаждении на воздухе в заготовках из быстрорежущих и т. п: сталей исключаетс  по вление термических напр жений, способных вызвать разрушение металла, и активно образуетс  окалина, в результате чего поверхностный слой, обедненный химическими элементами типа хрома, ванади  и т. п., доПластичность Марка стали 1000

обработка извесгным способом

0,610,790,81

0,560,700,76

О,7ОО,8ОО,84

0,58О,69О,74

Термоэлектрическа  обработка предлагаемым способом также позвол ет улучшить пластичность литых высокохромистых сталей .

Промышленные эксперименты показывают , что после обработки слитков из быстрорежущей стали (предлагаемым способом), длительность процесса ковки уменьшаетс  на 30%, а выход годного повышаетс  на 20% по сравнению со штатной технологией изготовлени  поковок.

Использование предлагаемого способа обработки заэвтектоидных и ледебуритных инструментальных сталей, обеспечивает возможность расширени  температурного интервала обработки давлением за счет повышени  пластичности металла, повышение производительности кузнечно-прессового оборудовани  на 20--30% за счет ликвидации

статочно просто становитс  пластичной оболочкой .

Пример 2. Провод т термоциклическую обработку литых высокохромистых труднодеформируемых сплавов 230 X 12 (2,30°С; 12,90% Сг); 230 X 12Ф (2,ЗЗо/оС; 12,98°/оСг; 0,370/oV); 150Х12Ф (1,45о/оС; 12,67%Сг; 0,380/oV) и 280 X 12Ф (2,80«/оС; 12,870/оСг; 0,41%V), имеющих температуру плавлени  соответственно 1349, 1344, 1410 и 1310°С. Нагретые до 0,9 заготовки из этих сталей охлаждаютс  на воздухе до 25°С и после четырех циклов обработки подвергаютс  прокатке на клин дл  определени  пластичности . Дл  получени  сравнительных данных параллельно производ т обработку метаЛоПа примен емым на производстве известным способо.м - нагрев до и последующа  пластическа  деформаци  в интервале температур 1150-900 С. Данные по пластичности при различных температурах испытани  сведены в табл. 2.

Таблица 2 1050

обработка прецлагаемым способом

0,970,981,05

0,85

0,930,961,07

0,87

0,981,О21,21

0,94

0,850,891,0

0,70

простоев, св занных с удалением трещин, а также за счет интенсификации режимов обжатий, и повышение выхода годного металла из 15-20% за счет ликвидации разрушени  заготовок при обработке давлением , что в конечном итоге на 5-10% снижает себестоимость и повыи1ает качество металлоизделий из указанных марок сталей.

50

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ обработки сплавов на основе железа , преимущественно заэвтектоидных и ледебуритных инструментальных сталей, включающий многократный нагрев и охлаждение , отличающийс  тем, что с целью повышени  технологической пластичности, нагрев производ т до 0.85-0,90 температуры при температуре пспыганп , С 1050 I 1-100 900 1000 1100

   плавлени  материала, а охлаждение - на воздухе до комнатной температуры.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   f. Авторское свидетельство СССР № 482504, кл, С 21 D 1/78, 1973.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 456841, кл. С 21 D 1/78, 1973.