Способ химико-термической обработки стальных изделий

(51) Е НИЕ ИЗОБ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОР ный институт масовво СССР1980,МИЧЕСДЕЛИЙиностроегих отрарочнени О и, хих на- изкока.Целью иние твердосткого слоев.Указаннполяриэациеделий, преи повыше- дпленочГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(46) 15,01.93, Бюл. М 2 (71) Тюменский индустри им, Ленинского комсомола (72) В.Н, Кусков и С.П. Бур (56) Авторское свидетельст М 773140, кл. С 23 С 8/42, (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕР РАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗ (57) Использование: в маш мической, нефтяной и дру родного хозяйства, при уп Изобретение относится к металлургии, в,частности к способам упрочняющей обработки стальных изделии, легированных хромом, алюминием и кремнием, а также может быть использовано в машиностроительной, химической, нефтяной, газовой и других отраслях народного хозяйства.Известен способ обработки стальных деталей, включающий нагрев в расплавленной борсодержащей среде при катодной плотности тока 0,04-0,07 А/см до 700 - 950 С с последующей возрастающей анодной поляризацией до плотности тока на детали 0,04-0,07 А/см с помощью дополни 2тельного электрода, Однако микротвердость поверхностного и подпленочного слоев после обработки недостаточно высозобретения являетсяи поверхностного и по гф цель достигается анодной при 777-947 С стальных изущественно легированных и среднелегированных стальных изделий. Сущность изобретенйя: изделия подвергают анодной поляризации при температуре 777-947 С в расплаве, содержащем предварительно вакуумированную буру и 0,2 - 0,5 мас.% оксида железа (И). Причем анодную поляризацию ведут в ступенчатом режиме до потенциала 1200 мВ, с пятнадцатиминутной выдержкой через каждые 40 - 50 мВ. Обработка изделйй по предлагаемому способу позволяет повысить твердость поверхностного и подпленочного слоев, 1 табл. хромом, алюминием и кремнием, в ступенчатом режиме до потенциала 1200 м В с пятнадцатиминутной выдержкой через каждые 40-50 мВ в предварительно вакуумированном расплаве буры с 0,2-0;5 мас,0/ь оксида железа ( 1).Предлагаемый способ химико-термической обработки осуществили на образцах, содержавших 0,23 - 0,43 мас.0/, углерода, 0,56-0,71 мас.=,ь марганца, по 0,021-0,031 . СО мас.0/, серы и фосфора, а также указанное в С таблице количество легирующих элемен- СО тов. Образцы с помощью токоподводов и (Д соединительных проводов подключали к потенциостату Ппо известной трех- электродной схеме. Потенциостат позволяет стабилизировать потенциал рабочего электрода до 4,0 В с максимально допустимым током в 1,0 А,Предварительно буру марки "ЧДА" переплавляли на воздухе при 850-900 С, затем выдерживали 2,0 - 2,5 ч при 1000 С в вакуумной печи с остаточным давлением 10 Па. После разгерметизации в расплав доба1788083 Микротвердость измерили на приборе ПМТпри нагрузке йа индейтор 1,96 Н, используя продольные шлифы. Ее величина на поверхности образцов, обработанных предлагаемым способом, в зависимости от химсостава колебалась в интервале от 16,4 Микротвердость падпленочного слоя, ГпаРежим упрочения Содержание легирукгцих элементов, мас.ЛЬ образца Микро твердость поверхности, ГПа максимальная поляризация,мв кремний содержание РеО в буре,мас. ал 1 оми. нийдо опыта после опыта храм 3,15 3,15 3,06 1,48 1.48 1,39 2,61 з,го 3,35 3,35 1180 1 Г 7 О 1200 1 гоо 1200 1190 1200 1200 777 827 947 897 90 О 947 777 947 852 800 о о о 0,99 1,ООо 1,ОО 1,12 1,07 1,О 7 1,ОО 0,91 0,88 о о 0 0,98 0,91 0.88 088 5,22 6,45 7,ОО 3.82 2,30 2,17 7,58 8,43 8,37 5,40 17,3 17,9 17.9 16,8 16,0 16,4 23.7 23,8 23,8 16,3 0,2 0,3 0,5 О,з о,г О,з ог 0,5 оО.310,28оо1,20О,3 О0,820,990,99 2 3 45 (прототип6 7 8 9 10 и отатип Составитель В,КусковТехред М.Моргентал Корректор И.шмакова Редактор Заказ 52 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР 113035,.Москва, Ж, Раушская наб 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 вили 0,2-0,5 мас.оо оКсида железа (И) и перемешали содержимое тигля,При обработке расплав нагревали в корундизовом тигле до указанной в таблице температуры в печи сопротивления с силйтовыми нагревателями мощностью 10,0 кВт в воздушной среде. После достижения тре буемой температуры в расплав опускали электрод сравнения, образец й вспомогательный электрод, Делали получасовую выдеркку и замеряли разность потенциалов обрабатываемого образца и электрода сравнения. Относительно полученной величины осуществляли анодную поляризацию стали через 40-50 мВ с указанными в таблице режимами, После опыта отключали потейциостат и печь, извлекали электроды и образец иэ расплава и охлаждали их на воздухе.Режимы и результаты обработки стали показаны в таблице,. до 23,8 ГПа, в то время как на образцах-прототипах (М 5 и В 10) составляла 16,0 - 16,3 ГПа. Упрочнение подпленочного слоя в результате предлагаемой химико-термиче-5 ской обработки составило от 1,6 до 2,9 раз,причем максимальный эффект получен на сталях, содержащих три Мегирующих элемента одновременно. При обработке по способу-прототипу увеличение микротвер дости не превышало 1,6 раза, при этом величинамикротвердости оставалась меньше достигаемой по предлагаемому способу. Формула изобретения 15 Способ химико-термической обработкистальных изделий, преимущественно легированных хромом, алюминием и кремнием, включающий анодную поляризацию изделий в расплаве буры при температуре 777- 20 947 С,отличающийся тем,что,сцельюповышения твердости поверхностного и подпленочного слоев, анодную поляризацию проводят в предварительно вакуумированном расплаве буры, дополнительно 25 содержащем 0,2 - 0;5 мас,ось оксида железа(И) в ступенчатом режиме до потенциала 1200 мВ с пятнадцатиминутной выдержкой через каждые 40-50 мВ.