Способ термической обработки стали

 

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ преимущественно низколегированной инструментальной, включающий первую закалку при температуре 1050-1150 С, промежуточный отпуск, вторую закалку при температуре, принятой для данной стали, и оконча . тельный отпуск, отл и ч а ющи йс я тем, что, с целью повЕЛпения износостойкости стали, промежуточный отпуск проводят при 600-660 С. 2. Способ ПОП.1, отличающий с я тем, что окончательный отпуск проводят при 160-200С. г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО,И ВМП

РЕСПУБЛИК.09l И)ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧ"НРЫТЬ9 (21) 3499605/22-02 (22) 14. 10.82 (46) 07.01.85. Бюл. Р 1 (72) А.А.Мухамедов, Ф.Я.Якубов, А.К.Херсонский и А.А.Мухамедов (71) Государственное проектное конструкторско-технологическое бюро

Научно-производственного объединения

"Технолог" (53) 621.785.79 (088.8)

{56) 1. РЖ "Металлургия", 1968, Р 5, 5И 783 П.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 290925, кл. С 21 5 1/78, 1967.

4(51) C 21D 9 22 С 2 Э 78 (54) (57 ) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ преимущественно низколегированной инструментальной, включающий первую закалку при температуре

1050-1150 С, промежуточный отпуск, вторую закалку при температуре, принятой для данной стали,.и оконча. тельный отпуск, .о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьипения износостойкости стали, промежуточный отпуск проводят при 600-660 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что окончательный отпуск проводят при 160-200 С.

1 1133306

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в инструментальной промышленности при изготовлении различных видов режущего и штампового инструмента. 5

Известен способ термической обработки стали, включающий двойную закалку на мартенсит, который при обработке деталей и инструмента из низколегированных инструментальных 1О сталей недостаточно эффективен в отношении достижения высоких характеристик износостойкости в связи с отсутствием сохранения высокой степени дефектности кристаллической 15 структуры после первой закалки (1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки стали, включающий двойную закалку и отпуск, при котором нагрев под первую закалку осуществляют до температуры выше установленной для данной стали, после чего производят отпуск. Способ термической обработки стали 40Х осуществляют в следующей последовательности и при следующих режимах: температура первой закалки 1050-1150 С, проо 30 межуточный отпуск при 400-440 С в течение 1 ч, температура второй закалки 850-870 С, отпуск при 350570 С, в зависимости от требуемой твердости изделий (2).

Обеспечивая конструкционным сталям значительное повышение прочностных свойств (ь - возрастает на 8-14X) путем структурных изменений преимущественно роста плотности дислокаций, известный способ не может быть использован для инструментальных сталей, так как промежуточный отпуск при известных значениях среднего отпуска не обеспечивает максимапьного исполь-45 зования-эффекта повышения дефектности кристаллической структуры в легиро- ванных сталях. Это объясняется тем, что температурный интервал рекристаллизации и карбидовыделения при промежуточном отпуске для укаэанных сталей находится в области более высоких температур. Окончательный отпуск при 350-570 С не обеспечивает при обработке инструментальных сталей максимальной твердости, являющейся одной из ведущих характеристик износостойкости инструмента.

Цель изобретения — повышение иэносостойкости низколегированных инструментальных сталей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки стали преимущественно низколегированной инструментальной, включающему первую закалку при температуре 1050-1150 С, промежуточный отпуск, вторую закалку при температуре, принятой для данной стали, и окончательный отпуск, промежуточный отпуск проводят при 600-660 С.

Окончательный отпуск проводят при 160-200 С.

Проведение первой высокотемпературной закалки, значительно превышающей температуру закалки для данной марки стали, обеспечивает образование большой плотности дислокаций ,в структуре. Промежуточный отпуск при 600-660 С создает термически устойчивую ячеистую (полигональную) субструктуру, в результате чего вторичная закалка происходит в условиях "наследственности" параметров субструктуры н ее термической устойчивости, обеспечивая тем самым сохранение максимальной дефектности кристаллического строения закаленной стали.

Закрепив в процессе второй закалки максимально высокий уровень дефектов кристаллической решетки и способствуя повышению прочностных и эксплуатационных характеристик, предъявляемых к конструкции и инструменту, окончательный отпуск инструментальной стали проводят в интервале 160-200 С для получения значений твердости, характерных для режущего и штампового инструмента.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Инструмент из стали типа У8, 9ХС, ХВГ нагревают в соляной ванне до

1100-1150 С со скоростью 100150ОС/мин и проводят закалочное охлаждение в масле. После закалки осуществляют отпуск при 600-660 С, при этом время выдержки зависит от сечения и выбирают его в соответствии с общетехническими нормами.

Вторую закалку инструмента осуществляют путем нагрева в соляной ванне до 840-870 С, т.е. при температуре, обычно используемой при нагреве указанных сталей под закалку (Ас„

11333

ВНИИПИ Заказ 9925/26 Тираж 552 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

30-50 С), и проводят закалочное . охлаждение в масле.

Окончательный отпуск осуществляют при 160 С на твердость HRC = 62-63 и при 180-200 С на твердость HRC =

= 60-62.

Пример. Резцы из сталей 9ХС и ХВГ подвергают термической обработке в следующей последовательности. Первую закалку заготовок проводят 1О с предварительным нагревом до

800 С в соляной ванне ИаС1, окончательный нагрев до 1150 С вЂ” в соляной ванне ВаС1 . Время нагрева берут из расчета 0,5 мин на 1 мм сечения изделия при нагреве до 800 С и 0,25 мин о на 1 мм сечения при нагреве до 1150 С, Закалку стали 9ХС проводят с охлаждением в масле, стали ХВГ - с охлаждением на воздухе. Исследуют темпера- о туру в интервале 1000-1200 С. После первой закалки проводят промежуточный отпуск в печи с воздушной атмосферой при температурах 600 (9ХС) и 660 С (ХВГ). Проверяют также тем-. пературу выше и ниже указанного интервала.

Инструмент, прошедший первичную закалку в интервале температур 10501150 С и промежуточный отпуск в интервале 600-660 С, имеет наиболее высокие показатели износостойкости.

Температуру нагрева нод вторую закалку выбирают согласно принятым нормам. Резцы нагревают до 840 С с

35 последующим охлаждением в масле.

Окончательный отпуск при 160 С в течение одного часа обеспечивает твердость стали 9ХС HRC = 63 и стали

ХВГ HRC = 63. При температуре окончательного отпуска 200 С твердость стали 9ХС составляет HRC = 61, а стали ХВГ HRC = 62. Осуществление окончательного отпуска по известному способу (350-570 С) обеспечивает .45 инструменту твердость HRC = 56-41.

В качестве контрольных используются резцы из той же стали, которые подвергают термообработке по стандартным режимам (закалка при

06 4

840 С, отпуск при 160 С в течение часа), а также режимам известного способа, т.е. двойной закалке и про- межуточному отпуску при 440 С. В этом случае первая закалка проводито ся с температурой нагрева 1150 С, промежуточный отпуск при 440 С

Cl в течение часа, вторая закалка с температурой нагрева 840 С, окончательный отпуск при 160 С один час.

Осуществление окончательного отпуска при 350-570 С обеспечивает инструменту твердость HRC = 56-41, что значительно ниже требуемой твердости для обрабатываемого инструмента.

Во всех случаях для стойкостных испытаний берут инструменты с твердостью

HRC = 63.

Стойкость инструмента, термически обработанного по предлагаемому режиму, возросла в 1,8-2,0 раза по сравнению со стойкостью инструмента, термически обработанного по стандартной технологии. По сравнению со стойкостью инструмента, прошедшего двойную закалку с промежуточным отпуском при 440 С, стойкость инструмента возросла в 1,2-1,3 раза, уменьшилась энергоемкость способа на 20-257..

Анализ результатов стойкостных испытаний стали 9КС и ХВГ, термообработанных по различным режимам, показывает, что предлагаемый способ обеспечивает технико-экономический эффект в результате повышения эксплуатационных характеристик, в том числе повышения износостойкости режущего и штампового инструментов в 1,5-3 .раза,. унификации обоеудования для термической обработки как конструкционных, так и инструментальных сталей и сокращения расхода дефицитных (легирующих) материалов, сроков переналадки металлорежущего и другого обрабатывающего оборудования. Способ может быть использован для обработки специальных сталей.