Способ изготовления упругих элементов

(191 О С 21 В 1/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ рми- ироже ен нтов,сперГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ С 8 И ЕТЕЛ(71) Сумской филиал Харьковского поли-"технического института им. В, И.Ленина(56) Авторское свидетельетво СССРМф 387004, кл. С 21 В 7/13, 1970.Авторское сидетельство СССРР 616305, кл. С 21 П 9/02, 1976.(57) Изобретение относится кческой обработке стали конценванными источниками энергии ибыть использовано в машинострпри изготовлении упругих элемнапример пластин клапанов иэ1 сионно-твердеющих сталей аустенитномартенситного класса. Цель изобретения - увеличение срока службы путемповышения сопротивления разрушения взоне действия ударных и изгибных на"грузок, Сущность изобретения заключается в том, что локальный нагревлазерным измерением холоднокатанойленты из дисперсионно-твердеющей стали аустенитно-мартенситного переходного класса до температур выше обратного мартенситного превращения, нониже температуры плавления по всемупериметру свободной кромки пластиныснижает чувствительность материала кразличного рода концентраторам напря- ажений, возникающих на поверхностиразделения после вырубки, повышаяэтим соответственно работоспособностьпластины в процессе эксплуатации придействии изгибных и ударных нагрузок.1 нп., 1 табл.Изобретение относится к термической обработке стали концентрированными источниками энергии и может бьть использовано в машиностроении при иэ готовлении упругих элементов, например пластин клапанов иэ дисперсионнэтвердеющих сталей аустенитно-мартен- ситного класса.Цель изобретения - увеличение сро ка службы путем повышения сопротивления разрушения в зоне действия ударных и изгибных нагрузок.Сущность изобретения заключается в том, что локальный нагрев концент рированным источником энергии холоднокатаной ленты из дисперсионно-твердеющей стали аустенитно-мартенситного переходного класса до температур выше обратного мартенситного превращения, 20 но ниже температуры плавления по всему периметру свободной кромки пластины снижает чувствительность материала к различного рода концентраторам напряжений, возникающих на по верхности разделения после вырубки, повышая этим соответственно работоспособность пластины в процессе эксплуатации при действии изгибных и ударных нагрузок. 30При локальном нагреве в заявляемом интервале температур в структуре стали образуется аустенит, обладающий большей склонностью к пластической деформации и способностью поглощать энергию за счет дополнительного аус 35 тенитно-мартенситного превращения при возникновении пиковых напряжений в зоне деформации. Нагрев до температур ниже обратного мартенситного превращения не обеспечивает получения структурного состояния, способного поглощать энергию при внешнем нагружении. Нагрев вьше температуры плавления приводит к нарушению микро 45 1 еометрии поверхности из-за кратеров в зоне воздействия лазерного излученияеНа чертеже дана схема изделия (1) после вырубки из ленты (2) и зона ло 50 кального нагрева (3) концентрированными источниками энергии.Предлагаемый способ применительно к высокопрочным сталям переходного класса осуществляют следующим обра 55зом. Ленту подвергают закалке с температуры 950-1050 С, холодной пластической деформации, старению при температуре ниже начала обратного мартенситного превращения, затем производят вырубку упругих элементов, подвергают упругий элемент по периметрусвободной кромки местному нагреву лазерным излучением до температуры выше обратного мартенситного превращения, но ниже температуры плавления ипроизводят окончательную обработку.П р и м е р. Для получения образцов пластин с высокими механическимисвойствами производят вырубку из ихленты стали 09 Х 15 Н 910, которая прошла цикл обработки; закалку с темпераотуры 1000-. 1050 С, холодную пластическую деформацию и старение при 450 С.Затем образцы в зоне концентраторанапряжений подвергают локальному нагреву до 1100-1200 С лазерным излучением на установке Квант. Нагревпроизводят в импульсном режиме безоплавления поверхности кромок материала пластины. Оценку сопротивленияразрушения осуществляют по результатам испытаний трех образцов как с нагревом лазерным излучением в зонеконцентратора напряжений, так и беэнагрева. На всех образцах пластинкак до, так ипосле сравнительных испытаний осуществляют контроль количества мартенситной фазы.в зоне концентратора рентгеноструктурным анализом, а также измеряют микротвердость поверхности. Локальный нагревпроизводят до температуры выше начала обратного мартенситного превращеония (800 С) но ниже температурыплавления (1200 С), Результаты испытаний даны в таблице,Результаты испытаний показывают,что повышение значений величины критического раскрытия трещины (8,) происходит при нагреве до температур вьюше 800 С при незначительном снижениивеличины разрушающего напряжения (б).Нагрев при 1300 С позволяет получить в 2,5 раза большие значения величины 8, , однако при этом происхо"=дит существенное снижение значенийвеличины разрушающего напряжения (О ).Данные по интенсивности образованиямартенсита в процессе испытаний позволяет заключить, что нагрев сталиаустенитно-мартенситного класса лазерным облучением в интервале температур 800-1200 С позволяет получитьструктурное состояние, обладающее вХарактеристика свойств Вид обработки Коэффициент Разрушающее напряжение, Ог,ИПа Иикротвердость, НИПа фаза, о,раскрытия трещины 8 мкм Нагрев лазернымизлучением, С:600 68734400 4600 610 46 360036/62410026/6023003800 600 63 800 580 86 1200 25/282150 2600 360 102 1300 П р и м е ч а н и е. В числителе указаны значения характеристик до испытания, в знаменателе - после испытания. Заказ 6811/3 ираж 54 ВНИИПИ Подписное оизв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 444/8 1,5-2 раза больше сопротивлением развитию трещины при незначительном уменьшении величины разрушающего напряжения. Предлагаемый епособ изготовления упругих элемеытов из высокопрочной стали переходного класса по сравнению с иэвестным дает возможность получения физико-механических свойств, повышающих сопротивление разрушению материала в разных зонах нагружения, без снижения упругих свойств пластины клапана, повышает работоспособ ность упругих элементов, а локаль- ность нагрева снижает деформацию, пластин, что повышает плотность клапана. 78 Формуланзобретения Способ изготовления упругих элементов, преимущественно пластин клапанов из дисперсионно-твердеющих сталей аустенитно-мартенситного класса, включающий закалку, холодную пластическую деформацию, старение, вырубку и локальный нагрев пластины источником энергии да 700-1000 С, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения срока службы путем повышения сопротивления разрушения в зоне действия ударных и изгибных нагрузок, локальный нагрев осуществляют по периметру свободной кромки пластины, а в качестве источника энергии используют лазерное излучение.1