SU998520A1 - Способ обработки конструкционных сталей - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

. - . / - ; Изобретение относитс  к металлургии, в частности к способам химико-термической обработки конструкпионных сталей.

Известен процесс химико-термической обработки легированшых сталей, состо щий из цементации при 1О5О-11ОО°С, подстуживани  до 900-950 С с непосредственной-закалкой в масле, отпуска при 160-500°С 1.

Однако данный способ включает под стуживание до 900-950°С, при котором выдел ютс  грубые карбиды по границам зерен, что снижает контактную долговечность , изгибную выносливость, а также прочность при статическом изгибе.

Известен также способ обработки ко№струкционный сталей, включающий цементацшЬ при 900-920°С, нагрев под закапку tf закалку в гор чую среду с темперее- 20 турой , отпуск при 560°С, обработку холодом и отпуск при 160-18О°С;

Данный способ обеспечивает твердость цементованного сло  6О НКС 2.

Однако дл  деталей, работаюшитс прн высоких температурах (до ) происходит снижение твердости до 55 HRC и контактной долговечности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому результату  вл етс  способ обработки конструкционных сталей, включающий цементацию при 98О-1100С, непосредственную закалку в гор чую среду с температурой 100-4ОО°С и отпуск многократный при 510-56О°С З.

Однако при обработке стали по aroKfy способу в результате цементапии с. непосредственной закалкой прИ содержании углерода; в слое 0,9% и выше структура поверхностной зоны, глубиной до 0,35мм, состоит из аустенита с небольшим количеством карбидов. При последующие отпуске превращение протекает как при температуре изотермической выдержки (по перлитному механизму), так Н при охлаждении отпуска (по мартбнснгиому механизму). Перлитный механизм, рёализуетс  по границам зерен с образованием тонкодирперсного тростита, имею1Ц1в го пониженную твердость. Многократное повторение отпусков приводит к перераспределению легирующи элементов между -ц- и oi .фазами и на гра вицах зерен образуетс  зона, рбогащенна  хромом и другими ферритообразовател ми . На травленом микрошлифе она вы вл етс  в виде светлой составл ющей . При наличии светлой составл ющей по границам зерен контактна  ш 1носл вость цементованных образцов снижаетс  в 1,5-2 раза. Если в закаленном цеменн тованном слое имеетс  небольшое количество мартенсита (20-4О%), превращение аустенита приотпуске происходит равномерно в объеме зерна без образовани   рко выраженных сегрегации легирунзщгос . элементов. Но это возможно при пониженном содержании утлерода (0,6О ,8%), которое также не обеспечивает достаточной контактной выносливости. Все это приводит к преждевременному образованию выкрашивани  цементованного сло , т.е. снижению долговечности деталей. Показатели контактной долговеч ности, прочности при статическом изгибе , в зкости не обеспечивают параметров ресурса изделий. Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной стойкости в результате повышени  ударной в зкости, прочности при изгибе, изгибной вынослйвб4ти и контактной долговечности. Дл  достижени  поставленной цели согласно способу обработки-конструкцион ных сталей, включающему цементацию при 98О-11ОО°С с непосредственной закалкой с этой температуры и многократный отпуск при 510-56О°С, закалку провод т в масло, затем провод т проме жуточный отпуск при 200-400 0 и обработку холодом. При этом закалку провод т в масло с температурой от комнатной до +80°С а обработку холодом провод т при температуре от -5О до . Полный цикл химико-термической обработки состоит из цементации при 9801 ,непосредственной закалки в масло с температурой от комнатной до +8ОС,от- пуска при 200-4ООС, обработки холо-70° С дом при температуре от -5О до и отпуска при 510-560°С 3-5 раз. Закалка с большой скоростью охлажде ни  в масло предотвращает протекание диффузионных процессов, выделени  карбидов по границам зерен, фиксирует пересыщенный твердый раствор аустен&та . Последующий отпуск при 2ОО-4ООС не оказывает вли ни  на аустенитный цементованный слой, но приводит к отпуску мартенситнрй структуры сердцевины и переходной зоны, предотвраща  при дальнейшей обработке холодом образование трещин. Обработка холодом приводит к образованию 35-40% мартенсита в цементованном слое. Дальнейшее превращение происходит при многократном отпуске путем выделени  карбидов кз аустенита и мартенсита во врем  выдержки при 510-56О°С и превращени  обедненного аустенита в мартенсит при охлаждении до комнатной температуры. Предлагаемый режим химико-термической обработки легированных сталей обеспечивает получение удовлетворительной микроструктуры и требуемых параметров цементованного сло  и сердцевины . В опытно-производственных услови х провод т обработку образцов из стали 13хЗНВМ2Ф следующего химического состава, %: С- 0,12. Мп 0,44 Si 0,57 ег 3,О5 Mi 1,1 W О,69 fAo 1,87 V О,23 по двум режимам - известному h предлагаемому дл  определени  механических свойств и структуры. Предлагаемый режим: цементаци  в печи ЦбО в газовой среде с ступенчатой подачей пиробензола 2 ч-140 + + 1 Ч-100 , охлаждение в масле с температурой 20, ЗО,80°С, отпуск при температуре 200,ЗОО,40О°С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе, обработка холодом при. -5О, .-6О, -7О°С, 2 ч отпуска при 530°С, выдержка 1 ч (3 раза ), охлаждение на воздухе. Известный режим: цементаци  в газовой среде с ступенчатой подачей пиробензола 2 ч-140 Ч-1ОО , охлаждение в масле с температурой 120 С, отпуск при 53О°С, выдержка 1 ч (3 раза ) , охлаждение на воздухе. Свойства, цементованной на глубину 1 мм, стали 13ХЗНВМ2Ф-111 в сравнении с известной представлены в таблице.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ обработки конструкционных сталей, включающий цементацию при 980-1100°С с непосредственной закал- ³⁵ крй с этой температуры и многократный отпуск при 510-560°С, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости в результате повышения ударной вязкости, прочности при изгибе, изгиб ной выносливости и контактной долговечности, закалку проводят в масло, затем проводят промежуточный отпуск при 200-400°С и обработку xt>лодом.
2. 2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что проводят закалку способу свойства значений.

   в масло с температурой от комнатной до + 80°С.
3. 3. Способ по π. 1, о т л и чающийся тем, что обработку холодом проводят при температуре от -50 до -70°С.