Способ термической обработки аустенитных метастабильных сталей и сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3151) С 21 1) 6 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Й ОБРАБОТ НЫХ СТАСССРи й с я я износо- холодом 9 Ледшуно н сного Зналлов УралССР 8)идетельство ССС 6/00, 1973. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3432068/22-02 (22) 040582 (46) 07.03.84Бюл. (72) В,В. Сагарадзе И.И. Косицына, Е,И. и Н.М. Лучинин (71) Ордена Трудово мени институт физик кого научного центр (53) 621.78579(088 (56) 1. Авторское с 1) 449940, кл. С 21 11 ОСОБ ТЕРМИЧЕСК ТНЫХ МЕТАСТАБИЛ ВОВ по авт. св. о т л и ч а ю щ с целью повышен после обработк зотирование.1077932 Способобработки 1,65, 2,35 4,0 0,65 40 Предлагаемый 45 Извест- ный ВНИИПИ Заказ 868/18 Тираж 540 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Изобретение относится к термической обработке металлов и может бытьиспользовано в машиностроении, гдетребуются высокопрочные поверхностно упрочняемые метастабильные аустенитные стали.По основному авт.св. СССР 9449940известен способ поверхностной термической обработки метастабильныхаустенитных сталей и сплавов, вкотором с целью обеспечения глубиныупрочняемого слоя проводят предварительную объемную закалку и старение для стабилизации аустенита, затем поверхностную закалку на заданную глубину для дестабилизации аустенита в поверхностном слое и последующую обработку холодом для получения в нем мартенсита при температуре выше начала мартенситного .превращения стабилизированной сердцевины, После старения поверхностного мартенситного слоя достигаетсятвердость на поверхности 48-53 ед.НН, 1.Однако способ характеризуетсянедостаточно высокой твердостью поверхностного слоя,Цель изобретения - повышение износостойкости.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу термической обработки аустенитных метастабильных сталей и сплавов после обработки холодом проводят азотирование.Обработка по предлагаемому способу повышает твердость поверхностного слоя за счет образования в немазотистого мартенсита ( Ы) и -фазы(Ре 114), Кроме того, азотированиепосле поверхностной обработки поизвестному способу эффективно, таккак диффузионная подвижность азотав М -фазе (поверхностного мартенситного слоя) значительно вьппе, чемв аустените.11 р и м е р, Проводят термическую обработку метастабильной аустенитной стали, выплавленной в индукционной вакуумной печи, состава, %. С 0,02; И 1 26,5, Т 1 2,80, Сг 1,4.Обработку стали проводят в несколькоэтапов.Стабилизация аустенита; закалкаот 1100 С в воде + старение аустенита 500 С - б ч. Мартенситная точкастали Н 27 ТЗ снижается до температуры ниже -196 ОС,Дестабилизация поверхностногослоя с помощью закалки токами высокой частоты (нагрев на генератореЛПЗс выдержкой 3 с, охлаждениев воде) . Проведение мартенситного превращения в дестабилизированном поверхностном слое - охлаждение стали вжидком азоте и отогрев на воздухе.При этом в поверхностном слое образуется 60 мартенсита, а сердцевинаобразцов остается в стабилизированномаустенитном состоянии. Твердость поверхностного слоя 50 ед. НВ.Аэотирование в диссоциированном10 ИН, 1 ступень 512 С - 12 ч, 2 ступень 540 оС - 48 ч,Толщина упрочненного слоя составляет 4 мм, с максимальной твердостьюна поверхности иприлегающих к по 15 верхности слоях Н =7000-9500 МПаглубиной 0,2 мм. 11 ри этом сердцевинаиэделия остается немагнитной и имееттвердость менее 15 ед. НВ 0.Использование предлагаемого способа поверхностного упрочнения метастабильных аустенитных сталей обеспечивает по сравнению с основнымспособом повышение твердости поверхностного слоя на 4000 МПа,Испытания на износостойкость притрении скольжения, приведенные в таблице, свидетельствуют, что интенсивность изнашивания стали Н 27 ХТЗ послеобработки по предлагаемому способуниже, чем у этой же стали, обработанной по способу-прототипу в 2-4 раза. Интенсивность изнашивания при скоростях скольжения,м/с 1,4 10 0,9 10 2,2 10 0,310 2,9 10 1,710 5,410 1,3 10 Повышение износостойкости в предлагаемом способе получено в результате наличия поверхностного азотированного слоя, находящегося на под,ложке, представляющей собой мартенситную корку толщиной до нескольких 55 мм, Наличие высокопрочной подложкиобеспечивает аэотированному слоюповышенную устойчивость при значительных контактных нагрузках, препятствуя его продавливанию и растрески ванию.