Способ поверхностного упрочнения сталей, преимущественно аустенитного класса

ЯОО 19 ООВ СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 3(51) С 23 С 9700 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ДВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Мармер Э, Н, и др. Высокотемпературная вакуумная цементациясталей . - Матери алы се ми нар а "Современное зле ктротерми ческое оборудование для термообработки металлический материалов", М Дом научнотехнической пропаганды им. Ф,Э,Дзержинского, 1979, с, 95-100.2. Электроосажденное и упрочненное железо для службы в условияхконтактной усталости, - РЖ "Металлургия", 1 И 504, 1971,(5 (57) 1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЕЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО АУС-,ТЕНИТНОГО КЛАССА,. включающий термодиФФузионную обработку, вакуумнуюцементацию,отжиг и закалку, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения износостойкости, вакуумнуюцементацию и отжиг чередуют многократно,2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве термодиФФузионной обработки применяют отжиг в вакууме,3, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве термодиФФузионной обработки применяютжелезнение.11 ЗО 01 р"-;.),1 С ОТ 5 ОСИСя К )сз)ИНО -строе ) ю прс )муцес 1 вен )о к электро: РХНИС)ссС КОЙ ГРОМЫШЛЕННОСТИ Х)МИс)ескО)1 у )1 аИ)ОстроеЛю, ав с цННОЙЕХгИ)Е 1 МСже)Ы св )ИСГ)05)ЬЗОВаНО 5для хи,1;" к 0",рми цес кой сбр с)бот ки кре)Сжс)ЫХ )".,СТс)с"; И ДЕ "сЗХ)Е) УЗЛОВтрения из с)агей аустенитного класса,В Эгектротехницеской промышленности, например, в вакуумных электропецах испоьзуются аустенитные нержаВеюц е с тая;. Применение дет а 5) ей изэтих сталей в узлах трения вакуумных электгопецей ограничено их низКОЙ 5)з)Осэ:тойкос) ью и высОко, слонК 0 Г:) К С Х В а Т Ь В с 3 К и )О,1 звестек способ Г 1 овыения изнйсостой кости, вклюс)ающий цементацию 1 1.)с 1 ЗВССГЕК такжЕ СПОСОб, ВКЛЮЧаЮцИЙа а Ку у) Ь )уЮ ,Сен )ас) ЯЮ, ПОИ КОТОрой Ооверхнос,)ы: спой детали Обо-ащается углерОдом до эвтекто)лдной илизаэвтектоиднсй концентрации пригкни)нном давлении, Требуемое угрочненис говерх остного слоя достигается последующей закалкой, сообщаюцей це )снтованному поверхностномуслою структуру мартенсита ( 2 ),1 едостатком известного способаявляется незьсокая износостойкость ЗОаустен,)тных сталей, так как насыщение говерхности углеродом с послсмюцей закалкой не гри водит к возниКНО сЕНИ)Ю МсЗР сЕНСИТНОЙ СТОУКТУРЬ В УСловиях вакуу),ной цемектацли и ваку 35умноЙ эалки в асло,Целью изобретения Являетсяповышение износос Гойкости,Поставленная цель достигаетсятем что согласно способу поверхностного у-роцнекия сталей, г)оеимущест)вено аустекитного класс.),включающему термодиффузионную обработку, вскуумную цементацию, Г)тжиги закаку, вакуумную цементацию и отжиг чередуют многократно,При этом в качестве термод)ффузиоккой обработки применяют отжиг ввакууме.Кроме того, в качестве термодиф 50 фузионной обработки применяют железнениеИзменение содержания легируюцих элементов в поверхностных слоях, осуцествгясмое железне 1 ием или испарением легирующих элементов, приводит к55 возникновению градиента концентрации легируюцих элсментов от поверхности в глубину изделия. Величина этогораЛиснта Обусловлена требуеМой ТОЛщи,ий сЕМЕТОВаННОГО СЛОЯи завислт от марки стали, насыщающего элемента при 5 елезнении), температуры и времени протекания процессов, Наличие соответствующе -Г.О градиента ко-центрации позволяет в с)оверхностных слоях реализовать при быстром охлаждении мартенситное пвевращение, Периодически (многократно) повторяющийся отжиг в вакуу к) напрзвлсн на скижение уровня внутре) лх напряжений поверхностных слоев, уменьшает их склонность к охрупЧи с)дк)1 ЮП р и м е р Проводят поверхностное угрочнение деталей, изготовленных из аустенитной листовой сталитолциной Ь мм. Состав сали,уг,)срод 0,210; сера О,ООс 9; фосфор0,030; кремний 0,55; хром 22,с 90; никель 1,00; марганец 0,91; железоостальное,Изменение химического состава поверхности деталей термодиффузионной обработкой осуцествляют дзумя способами: железнением и вакуумным испарением. Железнение поверхностейдеталей проводят железным порошкомг)ри 1100 С в контейнере с плавким затвором. Вакуумное испарение легирующихэлементов проводят при остатоцном давлекии 1,33,1 О "- 1 О 2) Па при 1100 ОС,Нагрев изделий для цементации осуществляют в вакууме 1,33 (1 О )-102) ГГа,цемектацйю - в среду СН, давлениемо2,02 10 4 Па при 1050 С. При цементации с многократно повторяющимся отжигом в вакууме 1,33(10 - 102) Павремя цементации о мин от конца предыдуцего до начала следующего отжига) время отжига при температуре7цементации 9 мин (От конца предЬдущейцементации до начала следующей) .Число отжигоз выбрано равным 11, Суммарное время цементации 24 мин, Время цементации по непрерывному режимусоставляет 25 мик, Закалку осуществляют в вакууме с температуры950 С Охлаждающая среда - масло.Во всех группах издегИй металлографицески контролируют толщину слояпосле поверхностного упроцнения,а также наличие трещин в диффузионной зоне,Рентгенографицески огределяют фазовый состав,Износостойкость в относительныхединицах определяют весвым методомпри торцевом трении в вакууме9008 4аустенитного класса обеспечивает .повышение измосостойкости в 4-5 раз, что удлиняет межремонтные циклы и экономит материалы,3 101 1,33(10 - 1 О ) Па при 20 ю С, Данные сведены в таблицу.Использование предлагаемого способа поверхностного упрочнения сталей Наличие Вид обработкповерхности Фазовыйсостав Вид цемента цииТолщина слоя, мм трещин вдиффузионной послецементациии закалки зоне 0,23 Есть тре,2щины и ско- лы 10 Непрерывный МартенситАустенитКарбид хро- ма Железнение Многократно Мартенсит чередующий- Аустенит ся с отжигомКарбид хро- ма 0,30 Нет 1 О Железнение Вд куу мны Й отжиг 0,25 Есть трещи,2 ны и сколы1,5 Непрерывный То же Вакуумныйотжиг 0,30 Нет 1,5 Многократно То же чередующийся с отжигом Составитель И, НикишкинаТехред С,Мигунова Корректор С. Шекмар Редактор О. Половка Заказ 3641/22 Тираж 956 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5