Способ термической обработки стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХКЦЕВМПЮЕПайРЕСПУБЛИК ОЮ И). 4 (51) свидетельство СС 21 Э 1/78, 1967. УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 19(54)(57) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ преимущественно низколегированной инструментальной, включающий первую закалку при температуре1050-1150 С, промеауточный отпуск,вторую закалку при температуре, принятой для данной стали, и окончательный отпуск,.о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьзпения износостойкости стали, промежуточный отпуск проводят при 600-660 С.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что окончательный отпуск проводят при 160-200 С,1 1133306 35 Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в инструментальной промышленности при изготовлении различных видов режущего и штампового инструмента. 5Известен способ термической обра" ботки стали, включающий двойную закалку на мартенсит, который при обработке деталей и инструмента из низколегированных инструментальных 10 сталей недостаточно эффективен в отношении достижения высоких характеристик износостойкости в связи с отсутствием сохранения высокой степени дефектности кристаллической 15 структуры после первой закалки 13. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки стали, включающий двойную закалку и отпуск, при котором нагрев под первую закалку осуществляют до температуры выше установленной для данной стали, после чего производят отпуск, Способ термической обработки стали 40 Х осуществляют в следующей последовательностии при следующих режимах: температурапервой закалки 1050-1150 фС, проо 30 межуточный отпуск при 400-440 С в течение 1 ч, температура второй закалки 850-870 С, отпуск при 350- 570 С, в зависимости от требуемой твердости изделий 23,Обеспечивая конструкционным сталям значительное повышение прочностных свойств ( ь возрастает на 8-147) путем структурных изменений преимущественно роста плотности дислокаций, известный способ не может быть использован для инструментальных сталей, так как промежуточный отпуск при известных значениях среднего отпуска не обеспечивает максимапьного использования.эффекта повышения дефектности кристаллической структуры в легиро- ванных сталях. Это объясняется тем, что температурный интервал рекристаллизации и карбидовыделения при промежуточном отпуске для укаэанных сталей находится в области более высоких температур, Окончательный отпуск при 350-570 фС не обеспечивает при обработке инструментальных сталей максимальной твердости, являющейся одной из ведущих характеристик износостойкости инструмента. 2Цель изобретения - повышение иэносостойкости низколегированных инструментальных сталей.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу термической обработки стали преимущественнонизколегированной инструментальной,включающему первую закалку при температуре 1050-1150 С, промежуточныйотпуск, вторую закалку при температуре, принятой для данной стали, иокончательный отпуск, промежуточный отпуск проводят при 600-660 С.Окончательный отпуск проводятпри 160-200 ОС,Проведение первой высокотемпературной закалки, эначительно превышающей температуру закалки для данноймарки стали, обеспечивает образование большой плотности дислокаций,в структуре. Промежуточный отпускпри 600-660 С создает термическиустойчивую ячеистую (полигональную)субструктуру, в результате чеговторичная закалка происходит в условиях "наследственности" параметровсубструктуры н ее термическойустойчивости, обеспечивая тем самымсохранение максимальной дефектностикристаллического строения закаленнойстали.Закрепив в процессе второй закалки максимально высокий уровень дефектов кристаллической решетки и способствуя повышению прочностных иэксплуатационных характеристик,предъявляемых к конструкции и инструменту, окончательный отпуск инструментальной стали проводят в интервале 160-200 С для получения значенийтвердости, характерных для режущего и штампового инструмента. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Инструмент из стали типа У 8, 9 ХС, ХВГ нагревают в соляной ванне до 1100-1150 С со скоростью 100- 150 ОС/мин и проводят закалочное охлаждение в масле. После закалки осуществляют отпуск при 600-660 С, при этом время выдержки зависит от сечения и выбирают его в соответствии с общетехническими нормами.Вторую закалку инструмента осуществляют путем нагрева в соляной ванне до 840-870 С, т.е. при температуре, обычно используемой при нагреве указанных сталей под закалку (Ас11333 ВНИИПИ Заказ 9925/26Тираж 552 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 30-50 С), и проводят закалочное охлаждение в масле.Окончательный отпуск осуществляют при 160 С на твердость НКС = 62-63 и при 180-200 С на твердость НКС = = 60-62.П р и м е р. Резцы из сталей 9 ХС и ХВГ подвергают термической обработке в следующей последовательности. Первую закалку заготовок проводят 1 О с предварительным нагревом до 800 С в соляной ванне ИаС 1, окончательный нагрев до 1150 С - в соляной ванне ВаС 1 . Время нагрева берут из расчета 0,5 мин на 1 мм сечения изделия при нагреве до 800 С и 0,25 мино на 1 мм сечения при нагреве до 1150 С, Закалку стали 9 ХС проводят с охлаждением в масле, стали ХВГ - с охлаждением на воздухе. Исследуют температуру в интервале 1000-1200 С, После первой закалки проводят промежуточный отпуск в печи с воздушной атмосферой при температурах 600 (9 ХС) и 660 С (ХВГ). Проверяют также тем-. 25 пературу выше и ниже указанного интервала.Инструмент, прошедший первичную закапку в интервале температур 1050- 1150 С и промежуточный отпуск в интервале 600-660 С, имеет наиболее высокие показатели износостойкости,Температуру нагрева нод вторую закалку выбирают согласно принятым нормам. Резцы нагревают до 840 С с35 последующим охлаждением в масле, Окончательный отпуск при 160 С в течение одного часа обеспечивает твердость стали 9 ХС НКС = 63 и стали ХВГ НКС = 63. При температуре окончательного отпуска 200 С твердость стали 9 ХС составляет НКС = 61, а стали ХВГ НКС = 62. Осуществление окончательного отпуска по известному способу (350-570 С) обеспечивает.45 инструменту твердость НКС = 56-41,В качестве контрольных используются резцы из той же стали, которые подвергают термообработке по стандартным режимам (закалка при 06 4840 С, отпуск при 160 С в течение часа), а также режимам известного способа, т.е. двойной закалке и про- межуточному отпуску при 440 С. В этом случае первая закалка проводито ся с температурой нагрева 1150 С, промежуточный отпуск при 440 СОв течение часа, вторая закалка с температурой нагрева 840 С, окончательный отпуск при 160 С один час. Осуществление окончательного отпуска при 350-570 С обеспечивает инструменту твердость НКС = 56-41, что значительно ниже требуемой твердости для обрабатываемого инструмента, Во всех случаях для стойкостных испытаний берут инструменты с твердостью НКС = 63. Стойкость инструмента, термически обработанного по предлагаемому режиму, возросла в 1,8-2,0 раза по сравнению со стойкостью инструмента, термически обработанного по стандартной технологии. По сравнению со стойкостью инструмента, прошедшего двойную закалку с промежуточным отпуском при 440 С, стойкость инструмента возросла в 1,2-1,3 раза, уменьшилась энергоемкость способа на 20-257 Анализ результатов стойкостных испытаний стали 9 ХС и ХВГ, термообработанных по различным режимам, показывает, что предлагаемый способ обеспечивает технико-экономический эффект в результате повышения эксплуатационных характеристик, в том числе повышения износостойкости режущего и штампового инструментов в 1,5-3 .раза,. унификации обоуудования для термической обработки как конструкционных, так и инструментальных сталей и сокращения расхода дефицитных (легирующих) материалов, сроков переналадки металлорежущего и другого обрабатывающего оборудования. Способ может быть использован для обработки специальных сталей.