Способ термомеханической обработки стальных изделий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскии Социалистических Республик)М,Кл,С 21 л) 7/14 С 21;г.) 1/78 исоединением зая сударственныи намитетсвета Министров СССРпо делам изобретенийи отнрытий 23) Приорите бликовано 78. Бюллетень Ио 53) УДК 621,785,79 (088 8)45) Да публикования описания1,(72) Авторы изобретени ернц 1 тейн, В, А. Займовский, Я. И. ")ин и В. И. Повар Научно-исспедоватепьский институт автотракторнь)к матери 1) Заявите,СПОСОБ ТЕРМОМЕХЛНИЧЕСКО) )ОБРЛ ВОТКИ СТА ЛЬН ь ХИЗДЕЛИЙ Изобретенс относится к области термомеханическг)й )ьбрботки сталей и может нрименятьс 51 В азличных Отраслях маНи нОстоения, например, д,я уирочнения леталей тнд полуосей, торионов и т. п.Известен способ термомеханической обработки и)де,Нй из ждропрочных сплавов, заключаюш Йся в том, что изделия перед термомехдннческой обработкой подвергают деформации нр рабочей температуре с приложением нагрузки, превцшак)ией рабочую. Величина деформации при этом соответствует концу нрво 1 стадии ползучссти при раоочих а)рижении и Гемпердт) р 11. Извн твкже способ тернОмх;5) койобработки, вклк)чдк)ций 5 дгрс в ло Гемердтх рц дутси )11 н;1, ГлдстическуО,ш;рг)р)5 цию в процсе изотермичской в.держк 1, зклку н здклк) Нтеьгнй отпуск 2.ОГгимдльный комплекс свойств 11).)такой 1)бРдботк 1 достигастсЯ НРН 25 111 е-ных деформациях дустенита. Для обепе ения указанных дформаций требуются значительные уси 1 Н 5) и хО.не Оборъдовд ни. Ь,рГ ТОГО ср 1 внитсл но высокие лефсрмдци, необходи- МЫЕ;11 5 О;)Д Н Н и ОГТИМ Д 1 ЬНОГ) СР Кт",РНОГО состояния дустенита, облов,вают ушест венное различие в размерах заготовок и готовых дталей, т. е. известный способ применим, в основном, лля упрочнения заготовок.Другим нелостдтком изве тного способа является то, что оптимальное структурное состояние аустенита (полигональная субструктура), как правило, не может быть реализовано во всем объеме обрабатываемого изделия. Даже при однородном деформированном состоянии наряд с этой субе:сктмрой )рил тствмют участки с субструктур) й горячего ндклеиа и рекрсталлизовднные объе.ы.По иреллагаемому способ) пластическое деформирование проводят при напряжениях, )еньших предела текучети, и прекран)ают деформирование нд установившейся стадии ползучести. )То Гозволяет повысить механ 1 чсские свойства сплава. В результате высокотемпердтурнои ползу-. чести пол действием пс)стоянно приложенного напряжения, меньшего предела текучести стали, находяцейся в аустенитном состоянии, оордзуется фрагментированная (полиональндя) структура. При одновременном воздействии леформуюшнх напряжений и температуры дисло. кацни перестраиваются в регулярные сетки и в)Ст) неровных стенок (границ) ячеек обнаруживаются четкие границы полигонизации.602573 Формула изобретения Составитель А. ЛяпуновТекред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко Тираж 716 Подписное Редактор Н. КорченкоЗаказ 1771/24 ЦНИИПИ Государс 1 иенного кочитсга Совета Министров СССР по дслагя изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Образовавшиеся субзерна обладают высокой стабильностью против термических воздействий, и структурные изменения, связанные со снятием этой структуры, чрезвычайно затруднены, а в ряде случаев вообгце не протекаютСтепень развития полигонизации зависит от температуры (которая выбирается в зависимости от химического состава термообрабатываемой стали) и величины приложенного напряжения.Для доэвтектоидных сталей температура изо, термической выдержки (деформирования) равна АСз+30 - 50 С, а длЯ заэвтектсид 11 ых сталей выбирается в интервале АС, - АС 1. Величина приложенного напряжения должна находиться в пределах 0,4 - 0,7 от предела текучести аустенита для выбранной температуры деформирования.Так как до нагружения возможно различное состояние тонкой структуры в зависимости от предварительной обработки изделий, возможно их различное поведение в условиях нагруження. Рабочая субструктура изделия, определяющая его поведение в процессе эксплуатации, начинает развиваться немедленно после приложения напряжения. Начальный этап формирования субструктуры характерен наличием широкого спектра размеров субзерен. Первоначально обнаруживаются (3 - 5 мин нагружения) следы грубого скольжения, искажающие исходную структуру аустенита. Грубое скольжение развивается тем больше, чем выше уровень приложенного напряжения. Однако в ходе последующей деформации указанные структурные изменения, наблюдающиеся в начальный момент, как бы сглаживаются. Субструктура вновь перестраивается и в соответствии с выбранными условиями нагружения (температурой и напряжением) образуются равновесные субзерна. Этот момент соответствует переходу к установившейся стадии ползучести. Для конкретных условий нагружения и данного материала существует равновесный размер полигонов, который реализуется на установившейся стадии, о чем свидетельствует постоянство удлинения во времени.Образование субструктуры динамической по. лигонизации установившейся ползучести происходит тог:1 а, когда состояние металла отвечает умеренному горячему наклепу. Отличительной особенностью такой субструктуры является то, что в зависимости от ориентации субграниц в пространстве они могут либо задерживать дислокации (т. е. способствовать локализации деформации в объеме субзерна, а следовательно упрочнению), либо пропускают дислокации на ходу (т. е. способствовать релаксации перенапряжений, что уменьшасг опасность возникновения хрупкого разрушения).При обработке цилиндрических образцовиз стали 40 Г по режиму: нагрев до температуры 880+ 10 С; нагружение растягивающим напряжением 5 кгс/мм, выдержка под нагруз кой 1 ч; закалка в масле и отпуск при 200 С,2 ч, получают следующий комплекс свойств: б, 190+ 5 кгс/мм; в; 180+ 4 кгс/м м:, Г 9,8 ч% Ф 32+4%; а.=6,5.+1 кгс м/см.Такой комплекс свойств не может бытьдостигнут при обычной термообработке и соответствует уровню свойств после термообработки по оптимальному режиму. При этом достигается установившаяся стадия ползучести, а остаточная деформация составляет 2,5 - 3,0% Способ термомеханической обработки стальных изделий, включающий нагрев до темпера- ЭО туры аустенизации, пластическое деформирование в процессе изотермической выдержки, закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, пластическое деформирование проводят при напряжениях, меньших предела текучести, и прекращают его на установившейся стадии ползучести. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:40 1, Авторское свидетельство СССР М 212309,кл. С 21 0 7/14, 1968,2. Бернштейн М, Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. М., Металлургия, 1968, т. 2, с. 695.