SU893366A1

SU893366A1 - Method of hardening martensitic-class steels

Info

Publication number: SU893366A1
Application number: SU792809983A
Authority: SU
Inventors: Марк Вольфович Веллер; Владимир Васильевич Давыдов; Юрий Сергеевич Коняев
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Высоких Давлений Ан Ссср
Priority date: 1979-08-03
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1981-12-30

Description

(54) СПОСОБ УПЮЧНЕНИЯ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА(54) METHOD FOR CONTRIBUTING STEELS OF THE MARTENSITE CLASS

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано дл обработки крупногабаритных заготовок, в том числе профилей сложной формы из стали со структурой мартенсита. Известен способ упрочнени стали мартенсит ного класса, включающий закалку, отпуск, холодную пластическую деформацию со сте-; пенью 2-5% путем гидроэкструзии и последующее старение 1J. Недостатком известного способа вл етс сложность проведени процесса и используемой оснастки вследствие необходимости применени жидкой рабочей среды и контейнера высокого давлени . Цель изобретени - упрощение проведени процесса и используемой оснастки. Поставленна цель достигаетс тем, что в способе упрочнени сталей мартенситного класс включающем закалку, отпуск, холодную дефор мацию заготовки со степенью обжати 2-5% и последующее старение, холодную пластическую деформацию заготовки осуществл ют путем редуцировани в жесткой матрице и одновременного осевого сжати вдоль оси встречными усили ми, действующими на торцы заготовки. Кроме того, до начала редуцировани заготовку сжимают вдоль оси до возникновени в ней напр жений, не превыщающих предел текучести материала, а редуцирование производ т посредством перемещени матриць относительно сжатой неподвижной заготовки. Обычно при редуцировании низкоуглеродистых сталей удаетс получать степени деформации до 25%. Однако дл деформационного старени мартенсита достаточно деформации 2- 5%, что требует усили , не превыщающего 30% от предела текучести заготовки. Поэтому, предлагаетс выполн ть редуцирование с одновременным воздействием на торец выход щего из матрицы издели осевым усилием, направленным навстречу усилию редуцировани . Предельно допустима величина этого встречного усили зависит от предела текучести заготовки, поскольку предел текучести издели в процессе деформации резко возрастает, а площадь сечени измен етс мало. В результате возможно вести редуцирование с механическим противодавлением , величина которого может достигать 70% предела текучести материала заготовки что позвол ет значительно повысить сжимающие напр жени в зоне деформации, исключить образование микротрещин и повысить в конечном счете пластические характеристики издели .The invention relates to metallurgy and can be used to process large-sized workpieces, including profiles of complex shape made of steel with a martensite structure. There is a method of hardening steel of the martensitic class, which includes quenching, tempering, cold plastic deformation from a steel; 2-5% sump by hydrostatic extrusion and subsequent aging 1J. The disadvantage of the known method is the difficulty of carrying out the process and the equipment used due to the necessity of using a liquid working medium and a high pressure container. The purpose of the invention is to simplify the process and equipment used. The goal is achieved by the fact that in the method of hardening steels of martensitic class including quenching, tempering, cold deformation of the workpiece with a reduction rate of 2-5% and subsequent aging, cold plastic deformation of the workpiece is performed by reducing the rigid matrix and simultaneous axial compression along the counter axis forces acting on the ends of the workpiece. In addition, prior to the reduction, the workpiece is compressed along the axis until stresses occur in it that do not exceed the yield strength of the material, and the reduction is effected by moving the matrix relative to the compressed fixed workpiece. Usually, when reducing low carbon steels, it is possible to obtain degrees of deformation up to 25%. However, for deformation aging of martensite, a deformation of 2 to 5% is sufficient, which requires an effort that does not exceed 30% of the yield strength of the workpiece. Therefore, it is proposed to perform the reduction while simultaneously acting on the end of the product emerging from the matrix with an axial force directed against the reduction force. The maximum allowable value of this counter force depends on the yield strength of the workpiece, since the yield strength of the product during the deformation process increases dramatically, and the cross-sectional area varies little. As a result, it is possible to reduce with mechanical back pressure, the value of which can reach 70% of the yield strength of the workpiece material, which significantly increases compressive stresses in the deformation zone, eliminates the formation of microcracks and ultimately improves the plastic characteristics of the product.

Механическое, противодавление может быть создано выталкивателем универсального гидравлического пресса. Однако, необходимое дл этого усилие (учитыва вышеизложенное) может вдвое превьщ1ать усилие редуцировани . Следовательно, мощность пресса в этом случае будет определ тьс не усилием редуцировани , а мощностью выталкивател , что неудобно, поскольку она обычно значительно меньще мощности г;аавного цилиндра пресса. В св зи с зтим предлагаетс применить при редуцировании с противодавлением так называемый обратный метод редуцировани . Заготовку помещают в матрицу и сжимают осевым усилием, которое в сумме с усилием редуцировани вызывает в ней напр жени , не превыщающие предела текучести, затем перемещают матрицу относительно сжатой заготовки До заверщени деформации.The mechanical backpressure can be created by the ejector of a universal hydraulic press. However, the effort required for this (taking into account the foregoing) can double the reduction force. Consequently, the power of the press in this case will not be determined by the reduction force, but by the power of the ejector, which is inconvenient, since it is usually much less than the power of the cylinder of the press. In connection with this, it is proposed to apply the so-called inverse reduction method in the case of reduction with back pressure. The workpiece is placed in the matrix and compressed by axial force, which, in sum, with the force of reduction, causes stresses in it that do not exceed the yield strength, then the matrix is moved relative to the compressed workpiece until the deformation is completed.

Из сравнени результатов, приведенных в . таблице, видно, что значени прочности (Г) пластичности (Ч) н ударной в зкости (а,) дл образцов, продеформированных редуцированием н гидрозкструзией практически не отличаютс друг от друга и наход тс в пределах разброса измерений.From the comparison of the results c. the table shows that the values of strength (D) of plasticity (H) n of impact toughness (a,) for samples deformed by reducing n by hydrostriction practically do not differ from each other and are within the range of measurements.

Пример 2. Из стали ЗОХГСН2А, термо-5 обработанной по режиму: закалка 910 С в масле , отпуск в течение 1 ч, изготовл ют заготовки диаметром 13,7 н длиной 62 мм.Example 2. From the ZOHHSN2A, thermo-5 steel, processed according to the mode: quenching 910 ° C in oil, tempering for 1 h, billets with a diameter of 13.7 n and a length of 62 mm are made.

Предварительное сжатие заготовки осуществл ют траверсой пресса, а перемещение матрицы - выталкивателем или специальным гидроцилиндром. Это позвол ет не только упростить осуществление деформационного старени мартенсита в услови х всестороннего сжати , но и получить дополнительный новый полезный эффект: более ращюнальное использование мощности пресса. Пример 1. Образцы дл деформацииThe pre-compression of the billet is carried out using a cross-cutter and the die is moved by a pusher or a special hydraulic cylinder. This allows not only to simplify the implementation of deformation aging of martensite under conditions of all-round compression, but also to obtain an additional new beneficial effect: a more powerful use of press power. Example 1. Samples for deformation

изготовл ютс из стали 40Х1НВА, термообработанной по режиму: закалка 870°С в масле, отпуск 200°С в течение 1 ч, и имеют следующие свойства : (5в 180 кг/мм g кг/мм (Г 13,5%; 50%; a 5 кгм/смmade of steel 40X1NVA, heat-treated according to the mode: quenching 870 ° С in oil, tempering 200 ° С for 1 h, and have the following properties: (5v 180 kg / mm g kg / mm (Г 13.5%; 50% ; a 5 kgm / cm

Часть образцов с начальным диаметром 15,7 и длиной 200 мм продавливают через коническую матрицу, изготовленную из твердого сплава . После деформации образцы стар т в течение года при Т 20 С. Остальные образцы деформируют дл сравнени волочением и гидроэкструзией через ту же матрицу.Some samples with an initial diameter of 15.7 and a length of 200 mm are forced through a conical matrix made of a hard alloy. After deformation, the samples are aged for a year at T = 20 ° C. The remaining samples are deformed for comparison by drawing and hydroextrusion through the same matrix.

Механические свойства образцов, продеформированных по трем различным схемам, приведены в таблице.The mechanical properties of the samples deformed in three different schemes are listed in the table.

Часть из них подвергают редуцированию через твердосплавную матрицу со степенью деформации 5%, остальные-гидроэкструзии с той же степенью деформации. Усилие редуцировани 6,25 тс. Давление при гидроэкструзии 4200 атм, что соответствует усилию на торец заготовки 6,2 тс. Таким образом, силовой режим при гвдрозкструзии и редуцировании одинаков.Some of them are subjected to reduction through a carbide matrix with a degree of deformation of 5%, the rest are hydroextrusions with the same degree of deformation. The reduction force is 6.25 tf. The pressure during hydroextrusion is 4200 atm, which corresponds to a force of 6.2 tf at the end of the workpiece. Thus, the force regime for gvdrozstruzii and reduction is the same.

Claims

Example 3. Workpieces with a diameter of 13.7 and a length of 62 mm made of ZOHGSN2A steel of the same heat after the same heat treatment, and reduced with the degree of deformation 5, affect the end of the product with a force of 11.5 tf in the process of reduction, i.e. create a mechanical back pressure about 8200 atm. At the same time, a force of 17.5 tf is applied to the end of the workpiece, which corresponds to a compressive stress of 120 kg / mm–, i.e., slightly below the yield strength of the workpiece material. Precipitation and buckling of the workpiece in the process of such a reduction is not observed. Thus, the proposed method provides the level of strength and plastic characteristics of the products is the same as the known method using hydroextrusion. The force parameters of the deformation of the proposed method do not differ from those during hydrostatic extrusion, however, its practical implementation does not require specialized equipment and expensive tooling. The deformation process is simple, safe and could be easily automated, therefore it is available for implementation at any machine building enterprise using existing equipment (universal hydraulic and mechanical presses). The method can be applied 4 for hardening machine parts and tools, including large ones. Claim 1. Method of hardening steels of martensitic class, including quenching, tempering, cold plastic deformation of a billet with a reduction rate of 2-5% and subsequent aging, characterized in that, in order to simplify the process and equipment used, cold plastic deformation of the billet is carried out by reducing in a rigid matrix and simultaneously compressing along the axis by counter forces, acting on the ends of the workpiece.

2. The method of Claim 1, wherein prior to the reduction, the workpiece is compressed along the axis until stresses occur in it that do not exceed the yield strength of the material, and the reduction is performed by moving the matrix of the relatively compressed fixed workpiece. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate N 223124, cl. C 21 D 7/14, 1967 (prototype).