Способ термической обработки аустенитных метастабильных сталей и сплавов

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНЫХ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ по авт. св. СССР № 449940, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости , после обработки холодом проводят азотировавшие.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 21 D 6 00

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 449940 (21) 3432068/22-02 (22) 04 ° 05 ° 82 (46) 07.03.84 Бюл. М 9 (72) В.В. Сагарадзе, Л.Г, Коршунов, И.И. Косицына, E.È. Щедрин и Н.М. Лучинин (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики металлов уральского научного центра АН СССР (53) 621.785 ° 79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

:)) 449940, кл. С 21 Р 6/00, 1973. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ OSPABOTКИ АУСТЕНИТНЫХ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ по авт. св. СССР

9 449940, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, после обработки холодом проводят азотирование.

1077932

Способ обработки

0,65

1,65. 2,35 4,0

Предла гаемый

45 Известный

ВНИИПИ Заказ 868/18 Тираж 540 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано в машиностроении, .где требуются высокопрочные поверхностно упрочняемые метастабильные аустенитные стали.

По основному авт.св. СССР 9449940 известен способ поверхностной термической обработки метастабильных аустенитных сталей и сплавов, в котором с целью обеспечения глубины упрочняемого слоя проводят предварительную объемную закалку и старение для стабилизации аустенита, затем поверхностную закалку на заданную глубину для дестабилизации аустенита в поверхностном слое и последующую обработку холодом для получения в нем мартенсита при температуре выше начала мартенситного . превращения стабилизированной сердцевины. После старения поверхностного мартенситного слоя достигается твердость на поверхности 48-53 ед.

НВС (1).

Однако способ характеризуется недостаточно высокой твердостью поверхностного слоя.

Цель изобретения — повышение износостойкости..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки аустенитных метастабильных сталей и сплавов после обработки холодом проводят азотирование.

Обработка по предлагаемому способу повышает твердость поверхностного слоя за счет образования в нем азотистого мартенсита (Ы ) и/ -фазы (FeN4). Кроме того, азотирование после поверхностной обработки по известному способу эффективно, так как диффузионная подвижность азота в М -фазе (поверхностного мартенситного слоя) значительно вьппе, чем в аустените.

Н р и м е р. Проводят термическую обработку метастабильной аустенитной стали, выплавленной в индукционной вакуумной печи, состава, Ъ . С 0,02; Ni 26,5, Ti 2,80, Cr 1,4.

Обработку стали проводят в несколько этапов.

Стабилизация аустенита; закалка от 1100 С в воде + старение аустенита 500 С вЂ” 6 ч. Мартенситная точка стали Н27ТЗ снижается до температуры ниже -196ОC.

Дестабилизация поверхностного слоя с помощью закалки токами высокой частоты (нагрев на генераторе

ЛПЗ-37 с выдержкой 3 с охлаждение в воде) .

Проведение мартенситного превращения в дестабилизированном поверхностном слое — охлаждение стали в жидком азоте и отогрев на воздухе.

При этом в поверхностном слое образуется 60% мартенсита, а сердцевина образцов остается в стабилизированном аустенитном состоянии. Твердость поверхностного слоя 50 ед. HR .

Аэотирование в диссоциированном

NH> 1 ступень 512 C — 12 ч, 2 ступень 540 С вЂ” 48 ч.

Толщина упрочненного слоя составляет 4 мм, с максимальной твердостью на поверхности и в прилегающих к по15 верхности слоях Hg =7000-9500 МПа глубиной 0,2 мм. 11ри этом сердцевина иэделия остается немагнитной и имеет твердость менее 15 ед. HR0.

Использование предлагаемого способа поверхностного упрочнения метастабильных аустенитных сталей обеспечивает по сравнению с основным способом повышение твердости поверхностного слоя на 4000 МПа.

Испытания на износостойкость при трении скольжения, приведенные в таблице, свидетельствуют, что интенсивность изнашивания стали Н27ХТ3 после обработки по предлагаемому способу ниже, чем у этой же стали, обработанной по способу-прототипу в 2-4 раза.

Интенсивность изнашивания при скоростях скольжения, м/с

1,4 10 0,9 10 2,2 10 0,3 10

2,9 10 1,7 10 5,4 10 1,3 10

Повышение износостойкости в предлагаемом способе получено в результате наличия поверхностного аэотированного слоя, находящегося на под,ложке, представляющей собой мартенситную корку толщиной до нескольких мм. Наличие высокопрочной подложки обеспечивает аэотированному слою повышенную устойчивость при значительных контактных нагрузках, препятствуя его продавливанию и растрески60 ванию.