Способ термической обработки алитированных стальных изделий

О.Н. АреФьеза 72) Авторы изобретения Е.П. К,В. Горев, С.Л. Лив 1) Заявитель Белорусс ой ССУ:,; Физико-техничес кий инститВРАБОТЕИ АКТИРОВАННЫХДКЛИЙ эа ее счет тоащины зоны твердого рас твора алюминия в железе, а этот процесс требует большого времени.1Наиболее близким к предлагаемому является способ проведения отжига .аиитированиых стальных изделий прй 1200 с в течеине 5 ч 31.Однако данная выдержка приводит к окислению алитированного слоя и росту зерна.Цель изобретения - повышение качества изделий путем получения равномерного по толщине алитированного слоя при сохранении структуры основы.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу тер кой обработки алитированных ст изделий, включающему нагрев пр 1 О С н охлаждение, нагрев прои в течение 3-5 мин.Способ осуществляется следующим образом.Апитнрованные стальные изделия нагревают до 1190-1210 С, используя мичес альных и 120 Щ зводят Изобретение относится к хими 1 термической обработке металлов может быть применено в машиностр нии и металлургии.Алитирование стали проводится различными методами.После алитирования стальные изделия подвергаются отжигу с целью снижения хрупкости алнтированного слоя и уменьшения неравномерности его тол" щнны при 950-1050 С в течение 4-5 чу 1. Известно также проведение отжига алитированного слояпри 1100-1150 Со в течение 1,5 ч 21.Недостатком применяемой техноло 1% гии термообработкн алитированных стальных иэделий является ее сравнительно большая длительность. Время термообработки значительно превышает длительность самого процесса алитиа ровання. Это объясняется тем, что при термообработке происходит диффузионный процесс рассасывания хрупкой интер- металлической зоны слоя и увеличениеТираж 618Подписное 3 855014для этого ТВЧ или печной нагрев, Пос-ле достижения заданной температурыидделия выдерживают при ней 3-5 мин.Затем изделия охлаждают,Анализ алитированной стали. Про-5шедшей предлагаемую термообработку,показывают, что на ней в результатетермообработки образуется весьма одно.-.родный по толщине слой, обладающийпониженной твердостью и хрупкостью, 10Он получается в результате оплавления алитированного слоя и усреднения его состава по содержанию алюминия. Его структура представляет изсебя упорядоченный твердый раствор 15алюминия в железе по мере удаленияот поверхности, переходящей в неупбрядоченный твердый раствор. На поверхности слоя наблюдается тонкая пленкаокиси алюминия. 20Образцы из стали 45 размером6 к 620 мм обезжиривают и затем алитируют в расплаве алюминия при 740 С вдтечение 15 мин.Алитированные образцы для их термо обработки помещают в электропечьнагревают в воздушной атмосфере до1200 бС, выдерживают 5 мин и затемохлаждают.Металлографический анализ алитиро- зОванного слоя непосредственно послеалитирования стальных образцов до ихтермообработки выявляет очень неоднородный по толщине слой. Рентгеновский анализ этого слоя показывает что З 5на его поверхности имеется железоалюминиевая Фаза ГеА 1, а под ней "фаза ГеА 15 . Твердость этих Фаз соответственно равна НЧ 1050 и НЧ 990.Высокая твердость внешней части али- жтированного слоя обусловливает еехрупкость.При металлографическом анализешпифов образцов, прошедших алитирование и термообработку по предлагаемому способу, наблюдают алитированныйслой с практически одинаковой толщиной по всей поверхностиобразца.Максимальная микротвердость алитированного слоя не превышает 660, Рент- зогеновский анализ не показывает на поверхности твердые и хрупкие железоалюминиевые Фазы ГеА 1 и ГеА 1.Обнаружен упорядоченный твердыйраствор алюминия в железе. На поВНИИПИ Заказ 6834/37 4верхности расположен твердый растворна основе ГеА 1, а под ним - растворна основе ГеА 1, переходящий по мередальнейшего удаления от поверхностив неупорядоченный твердый растворалюминия в железе.При времени термообработки 3-5 минуспевает полностью произойти оплавление алитированного слоя, его усреднение по составу и переход твердыхи хрупких высокоалюминиевых Фаз вупорядоченный и неупорядоченный твердые растворы алюминия в железе. Приэтом алитированный слой становитсявесьма однородным по толщине, Структуре основного металла при данноммалом времени термообработки практически не меняется.При времени термической обработки 1-2.мин получен алитированныйслой твердый (НЧ 1050 ), хрупкий,неравноь 1 ерныК по толщине.. При выдержке 7 мин начинает заметно сказываться окисление алитированного слоя и изменение структурыосновного металла в результате егоперегрева. Происходит рост зерна стали.При дальнейшем увеличении вццержки интенсивно укрупняется зерно, появляется видманштетова структура.Эти процессы настолько быстро усиливаются, что делают процесс термообработки алитированного слоя невозможным. Выдержка в 5 ч ведет к полной порче металла,Формула изобретенияСпособ термической обработки алитированных стальных изделий, включаюп 1 ий нагрев при 1200+10 С и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качестваизделий путем получения равномерногопо толщине алитированного слоя присохранении структуры основы, нагревпроизводят в течение 3-5 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Иинкевич А.Н, Химико-термическая обработка металлов и сплавов,М "Машиностроение", 1965, с. 154178.2. ПЬщков А,А. Справочник термиста,М., Машгиз, 1961, с. 129.3, РЖ "Металлургия", 1978, У 4,4 И 875.