Способ термомеханической поверхностной обработки сталей и сплавов

307 ИО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУбова Ооветскил Социалистичвскив РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваМПК С 210 7/14 Заявлено 25.111.1970 ( 1420108/22-1) с присоединением заявкиКомитет по делов ивобрвтений и открытий при Совете й 1 ииистров СССРНаучно-исследовательский институт автотракторных материалов Заявитель СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВИзобретение относится к области термомеханической обработки стали и сплавов,Известен способ поверхностной термомеханической обработки, включающий нагрев, пластическую деформацию поверхностного слоя при понижении температуры и охлаждение.Недостаток известного способа заключается в том, что он не дает возможности проводить пластическую деформацию в изотермических условиях. Это приводит к необходимости нагревать поверхность деталей выше требуемой температуры деформации с тем, чтобы закончить деформацию до начала распада аустенита. Кроме того, известный способ не позволяет осуществлять низкотемпературную схему термомеханической обработки с деформацией переохлажденного аустенита, а также проводить дробную, многократную деформацию.Целью предлагаемого изобретения является повышение комплекса механических свойств изделий из сталей и сплавов.В соответствии с поставленной целью пластическую деформацию проводят в процессе изотермической выдержки, например в аустенитном состоянии, при температурах, превышающих Ас,; после переохлаждения в области относительной устойчивости аустенита; совмещая пластическую деформацию при температурах выше Ас, с последующей пластической деформацией после переохлаждения вобласти относительной устойчивости аустенита. Возможно также проведение многократ 5 ной, дробной деформации при обработке поуказанным схемам.Проведение пластической деформации впроцессе изотермической выдержки обеспечивается, например, расположением нагре 10 вающего, деформирующего и охлаждающегоустройств в одной плоскости, перпендикулярной оси обрабатываемого изделия, При этомпонижение температуры упрочняемой поверхности компенсируется одновременной работой15 нагревающего устройства, что дает возможность получить изотермичность процесса.Пример осуществления способа,Сталь 40 ХН нагревают секторным индуктором при непрерывном вращении детали до20 температуры 860 - 880 С на глубину 3 - 5 лл,затем обкатывают поверхность детали роликом, автоматически поддерживая ее температуру. После окончания обкатки включаютохлаждающее устройство для закалки на25 мартенсит. После отпуска при температуре200 С предел контактной выносливости сталиповышается на 10 - 20% по сравнению с пределом контактной выносливости той же стали, обработанной по известному способу. Рез 0 комендуемое удельное давление при обкат307110 5 10 15 20 Предмет изобретения 25 30 35 40 Составитель Г. ШевченкоТехред Л. Л. Евдонов Корректор О. Б. Тюрина Редактор К, Шанаурова Заказ 2222/2 Изд. Мз 937 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мини тров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 ке - 20 - 40 кг/мм, При необходимости получения более высоких прочностных свойств поверхности сталь после аустенизации пере- охлаждают до температуры 530 - 550 С, затем обкатывают поверхность детали роликом в течение 20 - 30 сек и закаливают на мартенсит или па бейнит. Рекомендуемое удельное давление при деформации переохлажденного аустенита находится в пределах 40 - бС кг/,яи 2. Для получения более однородной структуры и более стабильных свойств сталь нагревают до температуры 8 б 0 - 880 С, обкатывают роликом в течение 30 сек, отводят ролик и, поддерживая постоянную температуру поверхности, дают выдержку в течение 10 - 15 сек до завершения первичной рекристаллизации, затем вновь проводят обкатку роликом. Указанный процесс осуществляют многократно.Характеристики структуры, а следовательно и механические свойства стали, зависят от температуры, при которой ведется деформирование, то есть существует оптимальная температура деформации при термомеханической обработке. Применение способа согласно предлагаемому изобретению позволяет производить деформацию при строго определенной температуре. В этом состоит его преимущество перед известным способом, когда деформирование неизбежно проводится в интервале температур, ширина которого определяется размерами деталей и конкретными условиями обработки; в результате возникает как бы набор структурных состояний и, следовательно, недостаточно однородные свойства деталей. Соблюдение изотермических условий деформации особенно важно при осуществлении низкотемпературной схемы термомеханической обработки, так как в этом случае отклонение от выбранной температуры даже на небольшую величину может вызвать распад деформируемого аустенита с образованием немартенситных продуктов в окончательной структуре.Возможность поддержания постоянной температуры в процессе деформации и после его завершения позволяет проводить дробную, многократную деформацию аустенита, которая обеспечивает лучшую проработку деформируемого слоя. Например, становится возможным осуществление следующей схемы обработки: горячую деформацию аустенита прерывают на время, необходимое для протекания первичной рекристаллизации, что приводит к измельчению аустенитного зерна, затем полученную мелкозернистую структуру деформируют вторично и снова дают выдержку. Повторяя эти операции, можно добиться измельчения аустенитного зерна до 13 - 14 баллов и затем произвести закалку или до. полнительно деформировать мелкозернистый аустенит после переохлаждения в область метастабильности. 1. Способ термомеханической поверхностной обработки сталей и сплавов, включающий нагрев, пластическую деформацию и охлаждение, отличающийся тем, что с целью повышения комплекса механических свойств, пластическую деформацию проводят в процессе изотермической выдержки,2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что пластическую деформацию проводят при температурах выше Ас,.3, Способ по п. 1, отличающийся тем, что пластическую деформацию проводят в области относительной устойчивости аустенита,4. Способ по п, 1, отличающийся тем, что пластическую деформацию проводят при температурах выше Ас, и в области относительной устойчивости аустенита.5, Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что пластическую деформацию проводят многократно.