SU840153A1 - Способ термической обработки изделий - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к термической обработке кон рукционных сталей с добавками сильных карбидообразуюшик элементов. Известны способы, позвол ющие получить высокие значени  прочности, пластичности и в зкости сталей, включающие их легирование и обработку на мелкое зерно. Последнее может осуществл тьс  наложением гор чей пластической деформ ции в область устойчивого аустенитаГ13 или многократным осуществлением превращени  23 Измельчение зерна при многократных превращени х основано на использо вании фазового наклепа. Известен способ термической обработки Отливок из чугуна, согласно которому дл  псеышени  в акости сначала провод т отжиг при температуре выше а затем термодиклическую обработку по режиму : нагрев до температуры на ЗО 5(Яс выше АО , охлаждение на воздухе до темпё|ратуры на ЗО-ЗО С ниже И окончательное охлаждение в жидкости 2. Известен также способ термической обработки углеродистых сталей дл  повышени  их ударной в зкости, согласно которому сталь многократно (4-6 раз) нагревают до температур ЗО-60 С выше Ag, со скоростью 5О-15О°С/мин, а затем охлаждают на воздухе до температугж , на ЗО-бО С ниже АС(. Дальнейшее охлаждение до комнатных темперагтур прсюод т в воде или масле pQ Однако эти способы не позвол ют полностью использовать резе|ж повышени  комплекса механических свойств, так как зерно измельчаетс  лишь за счет частичного превращени , Известен способ термической cepaeo-pки стали, при ко-горой сталь после нагрева до точки А закаливают, вновь до температуры, лежащей в интервале (А - А., со скоростью, меньше 7Чг/с, а затем на выше температуры А . После закалки с этой

38

температу{н 1. прсеод т отжиг при температуре , лежащей ниже 4.,

Известен способ термической обработ ки, когда сталь приобретает мелкозернистую структуру в результате выдержки в течение 5-30 мин при температуре от ( ) до чуть меньше А,;, после которой следует быстрый нагрев до температуры выше ,, в течение времени, необходимого дл аустен задии , и медленное охлаждение со скоростью фо{л 1ировани  мелкозернистой ферритоперлнтной структуры . Этот цикл может быть повторен несколько .

Однако эти способы не позвол ют дос тигнуть максимально возможного уровн  механических свойств вследствие формировани  относительно крупного зерна аустенита при температурах, превышающих Af.n f и образовани  в стали при конечном охлаждении феррито-перлитной структуры .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ термичес кой обработки деталей, преимущественно из конструкционных сталей, включающий термодиклирование с нагревом до температуры, наход щейс  в интервале ,- A( , подстуживание до температуры А 7 и охлаждение в воде или масле. Перед термоциклированием производ т закалку, а термониклирование про , вод т с выдержкой до полного растворе НЕЙ карбидов и подС гуживание в интервале А,- 6ОО С до завершени  распада аустенита б}.

Недостаток этого способа заключаегс  в том, что закалку производ т от температуры (ЗО-50)с, не обеспечивающей перевод в твердый раствор атомов всех легирующих эУ ементоЕ св занных в карбидные фазы, температура раст ворени  которых более 10ОО С, а выдерк жка при тармощислированни в интервале Ag.-A производитс  до полного растворени  только тех карбидов, температуры растворени  которых лежат ниже Aj, В св зи с этим зерно измельчаетс  лишь в ходе .частичногоо - превращени . В . результате конечного охлаждени  получаетс  структура продуктов распада переохлажденного аустенита по первой ступени, что не позвол ет получить высокую прочЙЮСТЬ .

цепь изобретени  - повышение прочности , пластичности и в зкости.

34

Указанна  цель достигаетс  тем, что еред многократным. пр зврашением, существл емым с нагревом до температуы ,+ (30-50)c с выдержкой до полного прохождени о превращени , произво т отпуск при 55О-65О С в течение 2-3 ч, аустенизацию провод т при 12ОО1250 С в течение 1-2 ч, а охпажаение после поспеанего нагрева при термоииклировани - до ЗОО°С со скоростью 2О-1 20С/с., прич.эм термодиклирование осуществл ют не менее трех раз. Кроме того, с целью получени  бейнитной структуры, охлаждение после 300 С осуществл ют с изотермической выдержкой.

Способ осуществл етс  следующим образсм .

Я-здели  нагревают до температуры 12OO-125O°C, в результате которой атомы сильных карбид-ообразующих элементов перевод тс  в твердый раствор, а после закалки фиксируютс  в твердом раствору При последующем отпуске при 55О-65СгС в течение 2-3 ч в стали формируютс  мелкодисперсные глобул рЕ1ые карбиды, равномерно распределенные в перекристаллизованной матрице. Затем, в ходе многократногоо превращени  , включаю щего нагрев до температуры А (ЗО-50)С с выдержкой до полного осутг ествлени  i превращени  и охлаждение до температуры AJ.J-i 600 С до завершени  распада аустенита, эти выполн ют роль центров зарождени  нового аустенитного зерна и тормоз т его рост. Окончательное охлаждение после последнего нагрева осуществл етс  со скоростью 2О-120-С/с до , а далее произвольно , что . исключает формирование в структуре стали высокотемпературных продуктов распада .

Таким образом, формируетс  структура с очень мелким зерном, а это, в конечном счете, прив.одит к формированию высоких значений прочности, пластичности , в зкости и к существенному понижению порога хладоломкости, что особенно важно дл  конструкционных сталей, работающих в услови х низких температур.

Пример. Образцы из стали -15Г2ФМБ подвергают обработке по следующему режиму : аустенизани  при 123О Г в течение 1 ч, охлаждение в масле до 2Ос, отпуск в течение 2 ч , трехкратное0 2 превршпенио (нагрев до ЭООРс, выдержка 25 мин, охлаждение до 610, выдержка 2Г МРШ) и ОКОНЧЕНтельное охлаждение с . После обработки по указаннЬму режиму сталь имеет размер зерна пор дка 4 мк и механические свойства , представленные в таблице .

Применение предлагаемого способа термической обработки изделий иэ конструкционных сталей, легированныд небольшими добавками сильра11х карбидообразующих элементов, позвол ет получить высокий комплекс прочностных к пластических свойств и значительно увеличить в зкость и хладостойкость стали без дополнительного легировани  дорогосто щими элементами (КСИ-4о З еличиваетс  в 2-2,5 раза по сравнению с существуюшими способами обработки сталей дл  северного исполнени ).

По уровню прочностных свойств пегированные стали, обработанные по предлагаемому способу, приближаютс  к лучшим советским и зарубежным стал м {14X2FHP, 14 ХМНДФР, 12Г2СМФ и др.), а по уровню в зкости и хладостойкости значительно ик превосход т.

Повышение хладостойкости и ударной в зкости при достаточно высоком уровне прочности позвол ет сэконот ить до 20 вес. % металла при изготовлении конструкций дл  северного исполнени , что приводит к экономии затрат до 10 руб. на тонну конструкции. 984015 Формула нзобретенв  1,Способ термической обработки лвй преимущественно из конструкционных craneft, ышючаюпшЗ аустенизашпо, закаЛ- 5 ку.терккшшшнрование и охлаждение, о тлн аюшвйс  тем, что, с де.пью псвышенв  прочности, пластичности и в зкости перед те{Л«оциклирсюанием производ т отпуск при 55О-650°С в те-ю  ение 2-3 ч, аустенввадию провод т при 120O-125ClPc в течение ч, термашклирование - с нагревом до Ас, + (ЗО50 )®G и выдержкой до полного прохождени о приращени , а охлаждение- . 15 до 300°С со скоростью 20-120 С/с. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   т& , что термодикдирова- ние осуществл ют не менее трех раз. 310 3. Способ по п. 1, о т п и ч а ю га и и с   тем, что, с целью получени  бейнитной структуры, /охлаждение после осуществл ют с изотермической выдержкой, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. свидетельство СССР № 57152О, кл. С 210 7/14, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 384893, кл. С 21D 5/О4, 1971. 3. Авторское свидетельство СССР № 459518, кп, С 210 1/00, 1971. 4. Патент Японии № 51-18885, кл. С 21D 1/78. 1976. 5. Патент Великобритании № 1342417, кл. С 21D 1/ОО, 1974. 6. Авторское свидетельство СССР № 583185, кл. С 21t) 1/78, 1977.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ термической обработки изде* * иий, преимущественно из конструкционных сталей, включающий аустенизацию, закай- ₅ ку, термоциклирование и охлаждение, о тличающийся тем, что, с де.· лью повышения прочности, пластичности и вязкости, перед термодиклированием производят отпуск при 55О-650°С в течение 2-3 ч, аустенизацию проводят при 1200-1250гС в течение 1-2 ч, термоциклирование - с нагревом до Асз + (305 О)® С и выдержкой до полного прохождения oL··»^ превращения, а охлаждение - i до 300°С со скоростью 20-120^еС/с.
2. 2. Способ по π. 1, о т л и ч а лога и й с я тел, что термониклирсва— ние осуществляют не менее трех раз.
3. 3. Способ по π. 1, о т л и ч а гота и й с я тем, что, с целью получения бейнитной структуры, /охлаждение после ЗОО^С осуществляют с изотермической выдержкой.