Способ термомеханической обработки стали

 

СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ, преимущественно высоколегированной с мартенситным превращением в области отрицательных температур, включающий обработку холодом с одновременным приложением нагрузки и qTorpeB на воздухе, о тличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств и износостойкости путем улучшения структуры, приложенную нагрузку увеличивают пропорционально увеличению предела текучести охлаждаемой стали так, чтобы возникающие от действия С S нагрузки напряжения в стали находились в пределах 0,8-0,9 предела текучести стали при температуре обработки . сл со со о 200 бо,2 УОО 400 5, Af/7 100

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (sl)4 С 21 D 6/04,. 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHO5IIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ йИ i„, r,, Кч,/

20 гоо бqлоо

Фй7 6, Alla

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3577145/22-02 (22) 11.04.83 (46) 07.08.85. Бюл. В 29 (72) А.И.Осецкий и В.И.Аненко (71) Институт проблем криобиологии и криомедицины АН Украинской ССР (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 485161, кл. С 21 D 9/22, 1972.

Авторское свидетельство СССР

)Ф 986843, кл. С 21 D 1981.

Авторское свидетельство СССР

1) 945450, кл. С 21 D 6/04, С 21 D 9/22, 1978. (54) (57) СПОСОБ ТЕРИОМЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ СТАЛИ, преимущественно высоколегированной с мартенситным превращением в области отрицательных температур, включающий обработку холодом с одновременным приложением нагрузки и отогрев на воздухе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств и износостойкости путем улучшения структуры, приложенную нагрузку увеличивают пропорционально увеличению предела текучести охлаждаемой стали так, чтобы возникающие от действия нагрузки напряжения в стали находились в пределах 0,8-0,9 предела текучести стали при температуре обработки.

l 11715

Изобретение относится к упрочняющей обработке стали и может быть использовано в металлургической, инструментальной и машиностроительной промьппленности. 5

Цель изобретения — повышение прочностных свойств и износосгойкости высоколегированной стали путем улучшения структуры.

На чертеже приведен график зависимости от величины внешней нагрузки количества мартенсита, образующегося при приложении внешней нагрузки к образцу из стали марки X18Н10Т и дальнейшем охлаждении,со скоростью I5

0,25 град/с от 400 до 80 К.

Пример 1. Пластины холодных штампов (штампов, предназначенных для работы при комнатной температуре) после упрочняющей химико-терми- 20 ческой обработки обдувают струей охлажденного газообразного азота, в которую с помощью специального устройства подают стальную дробь..По мере охлаждения поверхности пластин 25 давление струи азота увеличивается, что приводит к соответственному уве-! личению силы ударов стальной дроби о поверхность.

П р.и м е р 2. Плоскую поверх- З0 ность массивной детали, подвергнувшейся цементации, обдувают струей охлажденного газообразного азота, в которую с помощью специального устройства подают стальную дробь. По мере охлаждения поверхности стали давление струи азота усиливается, что приводит к соответствующему увеличению силы ударов стальных шариков о поверхность.

39 цов из стали Х18Н10Т в исходном состоянии значения V* при Т = 300 К равны 1,8 10 + см, для образцов, обработанных известным способом, -2! они составляют 1, 1.10 см и для образцов, обработанных по предлагае-2! мому способу л.0,2 10 см . Соответственно, предел текучести обрабатываемых образцов при Т = 300 К возрастает от . 22 кг/мм в исходном состоянии до 30-35 кг/мм после обработки известным способом и до 70

80 кг/мм после обработки предлагаемым способом, В образцах из стали 18ХГТ, подвергшихся цементации, значение активационного объема V* изменяется от -г 2

5 1v см в исходном состоянии до

-гг

2" 10 см после охлаждения с наложением ультразвука и до О, 7 ° 10 см

22 после обработки предлагаемым способом.

Следует отметить то, что в ряде сталей даже незначительное уменьшение остаточного аустенита в поверхностном слое цементированных или азотированных изделий, приводит к существенному увеличению их износостойкости. Так например, уменьшение остаточного аустенита в поверхностном слое цементованной стали tX13 от 15 до 8 за счет их дополнительной обработки предлагаемым способом приводит к увеличению обраэивной износостойкости этих образцов на !

40%, Очевидно это является следствием определенных особенностей низкотемпературного превращения аустенита в мартенсит под действием возрастающих эффективных напряжений.

Пример 3. Детали цилиндрической формы охлаждают парами жидкого азота. В процессе охлаждения к ним с помощью деформационного устройства 45 прикладывают растягивающие или скручивающие напряжения, величина которых возрастает по мере понижения температуры обрабатываемого изделия.

Полученные результаты сравнивают 50 с исходным состоянием материала и с состоянием после обработки по известному способу после охлаждения с наложением ультразвука. Оценивают активационный объем 7*,характеризую- 55 щий количество остаточного аустенита, предел текучести и износостойкость материала. Так, например, для образЭкспериментальные исследования показывают, что приложение внешнего напряжения меньше 0,8 предела текучести значительно снижает количество мартенсита в структуре вследствие недостаточного уменьшения энергии активации эародышеобразования мартенситной фазы. Превышение внешним напряжением величины 0,9 предела текучести также приводит к уменьшению количества образующегося мартенсита, так как начинающаяся пластическая деформация ингибирует (OC переход. Это отражено графиком на чертеже.

Таким образом, обработка иэделий из высоколегированных. сталей с мар3 1171539 тенситным превращением в область отрицательных температур по предла-. гаемому способу позволяет значительно повысить прочностные свойства и износостойкость стали по сравнению с известными способами.

Составитель В.Китайский

Техред М.Гергель Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Гунько

Филиал ПЛП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 4821/28 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5