SU834157A1

SU834157A1 - Method of thermal treatment of work

Info

Publication number: SU834157A1
Application number: SU792799384A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Белугин; Валентин Митрофанович Зинченко; Галина Михайловна Кохова; Александр Сергеевич Шигарев
Priority date: 1979-07-19
Filing date: 1979-07-19
Publication date: 1981-05-30

Description

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК(54) METHOD FOR THERMAL PREPARING

tt

Изобретение относитс к термической обработке заготовок из среднелегированных цементуемых сталей с повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита.The invention relates to the heat treatment of blanks of moderately alloyed cemented steels with increased stability of supercooled austenite.

Известен способ термической обработки заготовок из сталей с повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита. Этот способ заключаетс в закалке на бейнит на спокойном воздухе с температуры выше точки Асг на 50-200°С и последующем отпуске .The known method of heat treatment of billets of steel with high resistance supercooled austenite. This method consists in quenching bainite in still air from a temperature above the Asg point of 50–200 ° C and subsequent tempering.

Однако этот способ не обеспечивает хорошую обрабатываемость резанием из-за получени в процессе обработки недифференцированной структуры зернистого перлита. Така структура ведет к налипанию материала заготовок на режуший инструмент, повышению температур и сил резани , снижению чистоты осфабатываемой поверхности,However, this method does not provide good machinability due to obtaining in the process of processing an undifferentiated structure of granular pearlite. Such a structure leads to sticking of the material of the workpieces to the cutting tool, an increase in temperature and cutting forces, a decrease in the purity of the surface being refractory,

. Известен также способ термической обработки стальных заготовок, включаюший аустенитизацию при 1350° С (/1с -1-530°С), медленное охлаждение до 730°С (Ам), выдержку при этой температуре в течение 15 мин, закалку в масле и отпуск при 425°С (Ас 300°С) 2.. There is also known a method of heat treatment of steel blanks, including austenitization at 1350 ° C (/ 1s -1-530 ° C), slow cooling to 730 ° C (Am), aging at this temperature for 15 minutes, oil quenching and tempering 425 ° С (Ac 300 ° С) 2.

Дл низколегированных сталей с пониженной устойчивостью переохлажденного аустенита этот способ позвол ет получить структуру непрерывной тонкой сетки феррита вокруг зерен троостосорбита. Дл сталей с повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита этим способом получаетс структура троостосорбита при высокой твердости материала заготовки. Это приводит к снижению стойкости режуш.его инструмента в 2-5 раз. Кроме того, высока температура аустенитизации ведет к увеличению энергоемкости процесса, а также росту размера зерна аустенита и соответственно повышению деформации деталей после окончательной цементации и закалки.For low-alloyed steels with reduced stability of supercooled austenite, this method allows to obtain a structure of a continuous thin network of ferrite around troostosorbitite grains. For steels with increased stability of supercooled austenite, this method produces the structure of troostosorbitite with a high hardness of the material of the preform. This leads to a decrease in tool life of his instrument by 2-5 times. In addition, the high austenitization temperature leads to an increase in the energy intensity of the process, as well as an increase in the austenite grain size and, accordingly, an increase in the deformation of the parts after the final cementation and hardening.

Известен способ термической обработки изделий из низколегированной стали, например 12Х1МФ, включающий аустенитизацию , двухступенчатое подстуживание (800- 830° и 500-600°С), охлаждение на воздухе и высокотемпературный отпуск 3.The known method of heat treatment of products from low-alloyed steel, for example 12H1MF, including austenitization, two-stage cooling (800-830 ° and 500-600 ° C), air cooling and high-temperature tempering 3.

Этот способ дл сталей с повышенной . устойчивостью переохлажденного, аустенита такж не позвол ет получить требуемую структуру, обеспечивающую хорошую обрабатываемость резанием.This method for steels with increased. the stability of supercooled austenite also does not allow to obtain the required structure that provides good machinability.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ обработки доэвтектоидных цементуемых и. улучшаемых сталей, включающий нагрев до температуры полной аустенитизации , ускоренное охлаждение до температуры перлитного превращени и выдержку 4.Closest to the present invention is a method for treating hypoeutectoid cemented and. improved steels, including heating to the temperature of complete austenitization, accelerated cooling to the pearlite transformation temperature and holding time 4.

Этот способ позвол ет получить дифференцированную феррито-перлитную структуру , однако он эффективен только дл сталей с минимальным временем завершени изотермического превращени , например дл сталей 25ХГНМ, 15ХГН2ТА. Дл сталей с повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита необходимо длительное врем дл получени дифференцированной феррито-перлитной структуры.This method allows to obtain a differentiated ferrite-pearlite structure, however, it is effective only for steels with a minimum completion time of isothermal transformation, for example, for steels 25XGNM, 15XGN2TA. For steels with increased stability of supercooled austenite, a long time is required to obtain a differentiated ferrite-pearlite structure.

Например, дл стали 12Х2НЧА температура максимальной скорости перлитного превращени составл ет 600°С. Врем заверщени перлитного превращени при 600° составл ет 34 ч.For example, for 12X2NCA steel, the temperature of the maximum pearlite transformation rate is 600 ° C. The completion time of the pearlite transformation at 600 ° is 34 hours.

При длительности процесса 4-6 ч получаетс не феррито-перлитна , а ферритомартенситна структура, котора не обеспечивает хорощую обрабатываемость металла .With a process time of 4-6 hours, it turns out that the ferritic-martensitic structure is not ferrite-pearlite, which does not ensure the excellent processability of the metal.

Цель изобретени - сокращение длительности обработки.The purpose of the invention is to reduce the processing time.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе термической обработки заготовок, преимущественно из среднелегированных цементуемых сталей с повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита, включаюшем нагрев выше АО на 50-150°С, охлаждение до температуры перлитного превращени , выдержку и охлаждение, после охлаждени производ т отпуск при температуре ниже Aof на 20-40°С.The goal is achieved by the fact that in the method of heat treatment of workpieces, mainly from medium-alloyed cemented steels with increased stability of supercooled austenite, which includes heating above AO by 50-150 ° C, cooling to pearlite transformation temperature, holding and cooling, after cooling, tempering occurs temperature below Aof at 20-40 ° C.

Кроме того, выдержку производ т при температуре максимальной скорости перлитного превращени .In addition, the shutter speed is made at the temperature of the maximum rate of pearlite transformation.

Указанна термическа обработка обеспечивает улучшение обрабатываемости заготовок резанием на чистовых операци х. Это объ сн етс наличием дифференцированной микроструктуры полиэдрического феррита и зернистого перилита.This thermal treatment provides an improvement in the workability of the workpiece by cutting in finishing operations. This is explained by the presence of a differentiated microstructure of polyhedral ferrite and granular perilite.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Производ т нагрев заготовок до температуры , лежащей выще точки А на 50- 150°С (800-950°С), затем выдерживают при этой температуре до завершени аустенитизации . После этого .охлаждают до температуры максимальной скорости перлитного превращени (590-630°С), выдерживают при этой температуре до распада 25-70% переохлажденного аустенита (1-3 ч), затем охлаждают на спокойном воздухе до комнатной температуры и провод т высокий отпуск при температуре ниже АЫ на 20-40°С (600-690°С). Выдержка при температуре максимальной скорости перлитного превращени обеспечивает дифференциацию структуры за счет по влени полиэдрического феррита , а при дальнейшем охлаждении до комнатной температуры происходит закалка оставшихс участков аустенита, обладающихThe billets are heated to a temperature that lies higher than point A at 50-150 ° C (800-950 ° C), then kept at this temperature until austenitization is completed. After that, it is cooled to the temperature of the maximum rate of pearlite transformation (590-630 ° C), kept at this temperature until the decomposition of 25-70% of supercooled austenite (1-3 hours), then cooled in calm air to room temperature and high tempering at a temperature below АА by 20-40 ° С (600-690 ° С). Exposure at the maximum rate of the pearlite transformation ensures the differentiation of the structure due to the appearance of polyhedral ferrite, and upon further cooling to room temperature, the remaining portions of austenite, which have

повышенной устойчивостью. При последующем высоком отпуске происходит образование зернистого перлита на месте закаленных участков. Окончательна структура состоит из зерен полиэдрического феррита иincreased stability. Subsequent high tempering results in the formation of granular perlite at the site of the hardened areas. The final structure consists of polyhedral ferrite grains and

.. зернистого перлита... granular perlite.

Не рекомендуетс проводить выдержку при температурах, отличающихс от температуры максимальной скорости перлитного превращени в ту или другую сторону более чем на 10°С, поскольку возрастает необходимое врем выдержки и процесс термической обработки удлин етс . По тем же причинам не рекомендуетс проводить выдержку до распада более чем 70% переохлажденного аустенита. Выдержка до распада менее 25% переохлажденного аустенита не обеспечивает требуемую дифференциацию структуры.It is not recommended to hold the shutter speed at temperatures different from the maximum rate of the pearlite transformation to one side or the other by more than 10 ° C, as the required holding time increases and the heat treatment process lengthens. For the same reasons, it is not recommended to hold the shutter speed until the collapse of more than 70% of supercooled austenite. Exposure to decay of less than 25% of supercooled austenite does not provide the required structure differentiation.

Оптимальное количество феррита определ етс маркой стали, возможност ми термического оборудовани и услови ми обработки заготовок (поковок шестерен) резанием .The optimum amount of ferrite is determined by the steel grade, the possibilities of the thermal equipment, and the conditions for machining the workpieces (gear forgings) by cutting.

Пример 1. Производ т термическую обработку поковок щестерен из стали 12Х2Н4А, Дл этой стали Ati 660°С, Ас 760°С. Температура максимальной скорости перлит° ного превращени 600°С, врем завершени перлитного превращени при 600°С составл ет 34 ч.Example 1. Thermal treatment of forgings of shchestren from steel 12X2H4A, Ati 660 ° C, Ac 760 ° C for this steel was carried out. The maximum rate of perlite conversion is 600 ° C, the completion time of pearlite transformation at 600 ° C is 34 hours.

Поковки нагревают до 900°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, послеThe forgings are heated to 900 ° C and kept at this temperature for 40 minutes, after

J чего охлаждают с печью до температуры 600°С и выдерживают при этой температуре 2 ч, затем охлаждают на спокойном воздухе до комнатной температуры, после чего подвергают отпуску при 630°С в течение 3 ч (неполна закалка с отпуском).J is cooled with a furnace to a temperature of 600 ° C and maintained at this temperature for 2 hours, then cooled in calm air to room temperature, and then subjected to tempering at 630 ° C for 3 hours (incomplete quenching with tempering).

0 После обработки получена структура из 40-45% полиэдрического феррита и 55- 60% зернистого перлита (точечного), твердость 170 НВ.0 After processing, the structure of 40-45% polyhedral ferrite and 55-60% granular perlite (point), hardness 170 HB, was obtained.

Пример 2. Провод т обработку поковок из стали 12ХНЗМ. Дл этой стали Act 730°С, А« 790°С. Температура максимальной скорости перлитного превращени 620°С, врем заверщени перлитного превращени составл ет 16 ч.Example 2. Conducted machining of forgings from steel 12HNZM. For this steel, Act 730 ° C, A “790 ° C. The maximum rate of the pearlite transformation is 620 ° C, the completion time of the pearlitic transformation is 16 hours.

Поковки нагревают до 900°С, выдерживают 40 мин, охлаждают с печью до температуры 620°С, выдерживают при этой температуре 1 ч, затем охлаждают на воздухе до комнатной температуры, после чего подвергают отпуску при 690°С в течение 3 ч. 5 После обработки получена структура из 40-45% полиэдрического феррита и 55- 60% зернистого перлита (точечного), твердость 179 НВ.The forgings are heated to 900 ° C, held for 40 minutes, cooled with a furnace to a temperature of 620 ° C, kept at this temperature for 1 hour, then cooled in air to room temperature, and then subjected to tempering at 690 ° C for 3 hours. 5 After processing obtained structure of 40-45% polyhedral ferrite and 55-60% granular perlite (point), hardness 179 HB.

Предлагаемый способ термической обработки за счет получени дифференцироваиной структуры полиэдрического феррита и зернистого перлита позвол ет снизить налипание материала обрабатываемого издели на инструмент, повысить чистоту обработанной поверхности на один .класс, улучшить стружколомание при резании и увеличить стойкость режущего инструмента в 2-5 раз при одновременном повышении производительности металлорежуш,его оборудовани .The proposed method of heat treatment by obtaining the differentiated structure of polyhedral ferrite and granular perlite reduces the adhesion of the material of the workpiece to the tool, improves the cleanliness of the treated surface by one grade, improves chip breaking during cutting and increases the cutting tool durability by 2-5 times while increasing metal processing capacity, its equipment.

Claims

1. The method of heat treatment of workpieces, mainly of medium-alloyed cemented steels with increased stability of supercooled austenite, including heating above AC at 50-150 ° C,

cooling to the pearlite transformation temperature, exposure and cooling, characterized in that, in order to shorten the processing time, after cooling, tempering is performed at a temperature below Arf- by 20-40 ° C.

2. A method according to claim 1, characterized in that the exposure is carried out at the temperature of the maximum pearlite transformation rate.

Sources of information taken into account in the examination

1.Shmykov A.A. Thermist Handbook. M., Maschgiz, 1952, p. 176.

2. US patent number 3513038, cl. 148-19, 1970.

3. USSR author's certificate number 428022, cl. C 21 D 1/78, 1972.

4.RZh “Metallurgists. 1977, No. 11.11H881