Способ обработки стальных изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii> 852943 (51) М. Кл,з

С 21D 1/78

Государстееииый комитет ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.785.79 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. H. Гапонов

Читинский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при термической обработке цементованных деталей из углеродистых и легированных сталей.

Известны различные способы обработки з стальных деталей, которые включают цементацию, закалку и отпуск (1).

Существующие способы термической обработки цементованных деталей не позволяют значительно повысить их ударную вязкость, io пластичность, эксплуатационные свойства и уменьшить коробление.

Известен способ обработки стальных деталей, включающий цементацию, азотирование, нагрев под закалку, закалку и низкий отпуск ы в которой перед нагревом под закалку проводят многократную термоциклическую обработку в интервале температур на 30 — 50 С выше Ас и на 30 — 50 С ниже Ач, (2).

Однако существующий способ обработки, 2о повышая пластичность и ударную вязкость в определенных пределах, не повышает эксплуатационных свойств поверхностного цементованного слоя. В нем при цементации образуется сетка вторичного цементита, ко- 2з торая не устраняется при последующей термоцикляческой обработке. Условия же для предотвращения образования цементитной сетки, заключающиеся в ускоренном охлаждении деталей с температуры цементации, зо не всегда выполняются (цементация деталей, склонных к короблению и требующих медленного охлаждения с температуры цементации; цементация в твердом карбюризаторе и др.). Наличие цементитной сетки вызывает охрупчивание и выкрашивание поверхностного слоя. Пластичность и ударная вязкость же повышается только за счет измельчения зерна в сердцевине детали, а для поверхностного слоя эти характеристики сохраняются на низком уровне. Кроме того, применение дополнительных нагревов под термоциклическую обработку и закалку вызывает дополнительное коробление и удорожание процесса термической обработки.

Целью изобретения является повышение ударной вязкости и усталостной прочности цементованных деталей.

Это достигается тем, что в способе термоциклическую обработку производят в две стадии с проведением на первой стадии термоциклической обработки в интервале температур на 50 — 70 С выше Ас, и на 30—

50 С ниже Ач,.

Кроме того, термоциклирование проводят с цементационного нагрева после подстуживания до температуры на 30 — 50 С ниже

Ач,, а закалку проводят с нагрева, осуществляемого при термоциклировании, от температуры выше Ас, на 30 — 50 С.

852943 арн H зкосtь

° и/гм

Снос обраб

Известный

Предлагаем

8,6

Составитель Р. Клыкова

Техред М. Гайдамак

Редактор Л. Павлова

Корректор О. Тюрина

Заказ 1823/10 Изд. ¹ 492 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Термоциклическая обработка в интервале температур на 50 — 70 Г выше Ас, и на

30---50 С ниже Ач, устраняет цементитную сетку в поверхностном слое, одновременно измельчая структуру, à термоциклирование в интервале температур на 50 — 70 С выше

Лс, и на 30 — 50 С ниже Ач завершает формирование мелкозернистой структуры в цементованных деталях. Это приводит к повьппению их усталостной прочности и ударной вязкости.

Проведение же термоциклирования с Нсментапионного нагрева и закалка с нагрева, осуществляемого при термоциклировании, снижает энергоемкость процессов, сокращает длительность термической обработки и уменьшает коробление деталей, так как устраняются промежуточные нагревы до высоких температур.

П р и lt е р. Проводилась цементация и термическая обработка образцов для испытания на ударную вязкость (тип I, ГОСТ 9554-60} и усталость (тип t/I I, ГОГТ 2860-65), изготовленных из стали 20Х.

Образцы подвергались цементации в твердом карбюризаторе при температуре 900—

930 C в течение 6 ч, после чего они подстуживались до температуры на 30 — 50 С ниже Лч и далее подвергались термоциклической ооработке. Термоциклирование осуществлялось в печи с температурой 1050 С; включало 7 циклов, три из которых ocvществлялись в интервале температур на 50—

70 С вып1е Ас, и на 30 — 50 С ниже Лчи а четыре последующих — в интервале температур на 30 — 50 С выше Ас, и на 30—

50 С ниже Ач,. Охлаждение образцов при термоциклировании осуществлялось на воздухе. После седьмого цикла образцы подогревались до температуры на 30 — 50 С

BblHlp Act и закаливались в масле.

Затем проводился отпуск при температуре 170--190 Г в течение 2 ч.

Для получения сравнительных данных параллельно проводилась цементация образцов для их последующей обработки по известному способу.

После охлаждения до комнатной температуры с температуры цементации эти образцы подвергались последовательно термоциклической обработке в температурном интервале на 30 — 50 С выше Ас и на 30 ——

50 С ниже Лч с числом циклов, равным 7.

Затем после охлаждения они нагревались под закалку и закаливались в масле с температуры на 30 — 50 С выше Ас после изотермической выдержки. На образцах ооеих партий определялись показатели твердости, ударной вязкости и усталостной прочности.

Данные приведены в таблице.

Использование предлагаемого спосооа термической обработки цементованных деталей обеспечивает по сравнению с су1цествующими следующие преимущества: сокращение времени термической обработки цементованных деталей в 1,5 раза: повыц ение усталостной прочности в !,6 раза при дополнительном повьппении вязкости; уменьшение коробления деталей.

В целом предлагаемый спосоо повынимает раоотоспособность цементованных деталей при одновременном снижении затрат их на их производство.

Формула изoáðåòcíèÿ

1. Способ обраоотки стальных деталей, включа1оший цементацию, термопик.«ическую обработку в интервале температур на

30 -50С выше Ас, и на 30 — 50Г ниже

Ачы нагрев под закалку и низкий отпуск. отличающийся тем, что, с целью Новышения ударной вязкости и усталостной лб прочности. термоциклическую обработку производят в две стадии с проведением на перВоН стадии термоциклической обработки B интервале температур на 50 — 70 С выше

Ac-, и нг 30 — -50 С ниже À÷,.

2. Способ по и. 1. отл и ч а lo III и и с я тем, что термоциклическую обработку проводят с цементационного нагрева пос.1е подст живания до температ ры на 30--50 Г ниже Лч,.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закалку проводят с нагрева при термоциклировании от температуры вьппе

Ас, на 30 — 50 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Корецкий Я. Цементация стали. Л., Судпромгиз, 962, с. 72 — 82.

2. Авторское свидетельство СССР

Л 648623, кл. С 210 1/78, 1977.