Способ объемно-поверхностной закалки стальных деталей

 

Изобретение относится к термообработке металлов ,в частности, к поверхностной закалке, и может быть использовано в машиностроении. Целью изобретения является обеспечение поверхностной закалки деталей толщиной менее 9 мм или диаметром менее 10 мм за счет регулирования скорости охлаждения в процессе закалки. Охлаждение поверхности при закалке производится в интервале температур превращения аустенита по перлитному механизму со скоростью 1000-2000°С/с, охлаждение поверхности в температурном интервале превращения аустенита по промежуточному механизму (450-300°С) проводят со средней скоростью 100-300°С/с, а в температурном интервале превращения аустенита по мартенситному механизму (300-150°С) - со средней скоростью 40-80°С/с. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4253726/23-02 (22) 02,04,87 (46) 30 ° 04,89, Бюл, 1! - 16 (71) Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева (72) В.А.Огневский, А,Г,Орловский, Г А.Островский, А,М.Рыскинд, Л.А,Степин, С.Я.Устиловский и И,Н.1!1кляров (53) 62) . 783 (088. 8) (56) Шепеляковский К.3, Упрочнение

Деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. М,: Машиностроение, 1972, с, 172. (54) СПОСОБ ОБЬЕМНО-ПОВЕРХНОСТНОЙ

ЗАКАЛКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к термообработке металлов, в частности к поверхностной закалке, и может быть

Изобретение относится к термообработке металлов, в частности к поверхностной закалке, и может быть использовано в машиностроении °

Цель изобретения — обеспечение поверхностной закалки деталей толщиной менее 9 мм или диаметром менее

10 мм за счет регулирования скорости охлаждения в процессе закалки.

Сущность изобретения заключается в том, что охлаждение поверхности детали проводят со скоростью 10002000 С/с в температурном интервале перлитного превращения (650-450 С), со скоростью 100-300 С/с в интервале превращения по промежуточному механизму (450-300 С) и со скоростью (51)4 С 21 D 1/06 !/60 использовано в машиностроении. Целью изобретения является обеспечение поверхностной закалки деталей толщиной менее 9 мм или диаметром менее 10 мм за счет регулирования скорости охлаждения в процессе закалки. Охлаждение поверхности при закалке производится в интервале температур превращения аустенита по перлитному механизму со скоростью 10002000 С/с, охлаждение поверхности в о температурном интервале превращения аустенита по промежуточному механизму (450-300 C) проводят со средней скоростью 100-300 С/с, а температурном интервале превращения аустенита по мартенситному механизму (300-150оС) — со средней скоростью

40-80 С/с. 1 табл, 40-80 С/с в интервале мартенситного превращения (300-150 C).

Уменьшение скорости охлаждения в температурных интервалах перлитного промежуточного и мартенситного превращения до 1000-2000 до 100-300 С/с и до 40-80 С/с соответственно позволяет, с одной стороны, на деталях из среднеуглеродистой стали, в том числе и стали 58, получить на поверхности мартенсит, с другой стороны, уменьшить скорости охлаждения участков, расположенных в подслое как в интервале температур промежуточного, так и перлитного превращения, Такое влияние уменьшения скорости охлаждения поверхности в нижнем интервале температур на скорости ох1475932

50 лаждения подслоя в более высоких интервалах температур обусловлено уменьшением градиентов температур между поверхностью и участками подслоя, проходящими температурные интервалы перлитного и промежуточного превращения с некоторым опозданием.

Более медленно охлаждение участков подслоя в обоих температурных интервалах немартенситного превращения приводит к тому, что в них начинает проходить или проходит более полно превращение аустенита по немартенситному механизму. В результате глубина закаленного слоя уменьшается и появляется возможность применять метод поверхностной закалки при глубинном нагреве для деталей более тонкого сечения.

Граничные значения скоростей охлаждения выбраны по следующим причинам. Скорости охлаждения в перлитном интервале (1000-2000 С/с) приближаются к критическим скоростям среднеуглеродистой стали, в частности стали 58 (55ПП) промышленной выплавки (критическая скорость 650 С/с), и превышает ее лишь в 1,5-3 раза, Для проведения поверхностной закалки при глубинном нагреве эти скорости являются оптимальными, так как при более высоких скоростях глубина закаленного на мартенсит слоя увеличивается за счет более быстрого охлаждения подслоя, а при меньших скоростях возможен распад поверхности по немартенситному механизму превращения, Скорости охлаждения поверхности ниже 100 и 40 С/с соответственно в температурных интервалах промежуточного и мартенситного превращения приводят к частичному распаду аустенита на поверхности детали.

Скорости охлаждения поверхности выше 300 и 80 С/с в соответствующих температурных интервалах приводят к большим глубинам закаленного слоя и, следовательно,, невозможности применить метод поверхностной закалки при глубинном нагреве для тонких иэделий, Пример. Цилиндрические образцы длиной 100 мм и диаметром 8 мм. из стали 58 промышленной выплавки (с 0,58Х С и сульмой содержания

Nn Cr Ni и Си равной 0,37.) нагревали насквозь до 830 С на 50 С (выше Асэ) за 20 с в индукторе с внутренним диаметром витка 20 мм.

После нагрева в зазор между внутренним витком индуктора и цилиндрической поверхностью образца подавали поток 2,0-2,57 водного раствора фаракрила (неполной железной соли полиакриловой кислоты). Поток создавали насосом, а его интенсивность регулировали краном. Кривые охлаждения записывали шлейфовым осциллографом, используя в качестве датчика хромельалюмеловые термопары диаметром 0,2 мм, приваренные в поверхности.

По осциллограммам рассчитывали средние скорости охлаждения в температурных интервалах перлитного превращения (650-450 С), промежуточного превращения (450-300 С), мартснситного превращения (300-100 С) ° 0 характере закалки судили по исследованию микроструктуры.

Предлагаемый способ позволяет распространить метод поверхностной закалки при глубинном нагреве на детали из сталей промышленной выплавки толщиной менее 9 мм или диаметром менее 10 мм, Формула изобретения

Способ объемно-поверхностной закалки стальных деталей преимущественно из сталей пониженной прокаливаемости, включающий нагрев до закалочных температур и охлаждение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения поверхностной закалки деталей толщиной. менее 9 мм или. диаметром менее 10 мм, охлаждение проводят со скоростью 1000-2000 Ч./с в температурном интервале перлитного превращения 650-450 С, со скоростью 100-300 С/с в интервале превращения по промежуточному механизму

450-300 С и со скоростью 40-80 С/с в интервале мартенситного превращения

300-150 С.

1475932

Характер структуры поперечного сечения образца Ф8 мм

300-150

650-450 450-300

3,5 мм

0,8 мм

90 Мартенсит

40 Мартенсит

2000 400

1500 100

Составитель Г.Стальский

Редактор М„Недолуженко Техред М.Ходанич Корректор З.Лончакова

Тираж 531

Подписное

Заказ 2122/22

ВНИИП11 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ÊÍT СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. эгарина, 101

Скорост ь охлаждения поверхности в интервалах температур, С/с

Характерис чика микро структуры верхнего слоя

Глубина эак; ленно-поверхностного слоя