Способ закалки нитроцементованных стальных деталей

СОЮЗ СОВЕТСНИХсвии авйепжипРЕСПУБЛИН 09) (Ну(56 С 2 Р 1 78 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) СПОСОБ ЗАКАЛКИ НИТРОЦЕМЕН"ТИРОВАННЫХ. СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ включающйй подстуаивание после нитроцементации до 860-825 С и закалку, о т -л и ч а ю. щ и й с .я тем, что, сцелью повышения прочности, передзакалкой проводят дополнительное подстуживание поверхностного слоя дотемпературы на 50-70 фС выше точкиАг в течение 0,5 - 5 мин.Изобретение относится к машиностроению, в частности к методам упрочнения химико-термической обработкой и может быть использовано на предприятиях тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, в авиационной, нефтяной промышленности и других отраслях техники, где нужно обеспечить высокую прочность шестерен и других деталей.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ закалки нитроцементированных стальных деталей, включающйй высокотемпературную нитроцементацию, подстуживание до 800-825 С и ступенчатую закал. ку в масле, или расплавах солей.Температура подстуживания 800 о825 С превышает критическую точку Ассердцевины стали 11.Недостатком известного способа закалки является то, что поверхностный дифФузионный слой после подстуживания имеет крупное зерно аустенита и после закалки приобретает струк туру крупноигольчатого мартенсита с большим количеством остаточного аустенита. В результате получаются заниженные характеристики прочности поверхностного слоя, а значит, и заниженные характеристики усталостной прочности, контактной выносливости, которые зависят от прочности поверхностного слоя, что снижает надежност деталей.Целью изобретения является повышение прочности нитроцементированных изделийЦель достигается тем, что согласно способу закалки нитроцементирован ных стальных изделий, включающему подстуживание после нитроцементации до 800-825 С и закалку, перед закалокой производят дополнительное подстуживание поверхностного слоя до температуры на 50-70 Свыше точки А"Способ осуществляется следукщим образом.После процесса нитроцементации и подстуживания до 800-825 С производится перенос деталей в секцию дополнительного подстуживания поверхностного слоя (среда - соляная ванна, газовая среда), где осуществляется подстуживание только поверхностного слоя деталей до температуры выше критической .точки Аг поверхностного слоя на 50-70"С в течение 0,5-5 мин в зависимости от массы детали. Время подстуживания выбирается экспериментальным путем. Далее следует охлаждение в масле, осуществляемое обычньм образом.При дополнительном подстуживании только поверхностного нитроцементироВНИИПИ Заказ 20544Филиал ППП "Патент",ванного упрочненного слоя до температуры выше критической точки поверхностного слоя Аг на 10-40 С имеетсяоопасность вьде 1 ения в сердцевине изделия феррита,снижающего прочность5 и другие характеристики иэделия.В проводившихся экспериментах придополнительном подстуживании поверхностного слоя ниже укаэанных граничных значений, при изучении микрострук10 туры в сердцевине деталей обнаруженынебольшие выделения феррита.При дополнительном подстуживанииповерхностного нитроцементированногоупрочненного слоя до температуры вы 15 ше критической Аг точки поверхностного слоя на 80"С и выше не можетбыть достигнуто достаточное повышение прочности, так как степень подсту.живания невелика, и как следствие,не улучшается микроструктура поверхностного слоя, не снижается содержание остаточного аустенита.Предложенный способ опробован настали 20 ХНЗА. Нитроцементация прово 5 дилась при 870 С в течение 10 ч,подстуживание до 820 ОС в течение 2 ч,. дополнительное охлаждение поверхностного слоя до 740 С в течение 1 мини последующая закалка в масле. Температура дополнительного подстуживаЗ 0 ния выбиралась из следующих соображений; для стали 20 ХНЗА точка Агравна 700 С, учитывая что азот дополь нительно снижает положение этой точ.ки на 20 С, точка Аг, для нитроцемен 35 тированной стали 20 ХНЗА может быть при, нята равной 680 С.Температура дополнительного подстуживания 680+60=740 С.Глубина нитроцементированного слоя0,9 мм для обоих способов обработки,40 твердость на поверхности образцов58 НВС Предел прочности при изгибенитроцементированного слоя для стали20 ХНЗА, обработанной по предлагаемому способу, 206 кгс/мм, а после об 45 работки по известному способу182 кгс/мм, т.е. предлагаемый способ позволяет повысить предел прочности при изгибе на 13. При этомударная вязкость стали не снижается,50 что очень важно для повышения надежности деталей и составляет для предлагаемого способа 3,5 кгсм/см, адля известного - 3,1 кгсм/см,Таким образом, введение дополнительного подстуживания при температуре выше Аг на 50-70 С позволяетувеличить прочность нитроцементироных деталей без снижения ударнойвязкости, что в конечном итбге повысит надежность тяжелонагруженныхдеталей типа шестерен и т.д.Экономическая эффективность отвнедрения изобретения составит71280 руб. в год.2 Тираж 566 Подписноег,ужгород,ул,Проектйая,4