Способ термомеханической обработки изделий

ОВЕТСКИХ СТИЧЕСКИК СОЮЗ СОЦИ РЕСПУ 839 А 73(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬС АВТОР остроиов, Цель овыаключает овок при охлажде институт И,Е.Баироваханическая еталлургия,руктурь се кото ЕСКОИ ОБ нижне ии. Вр народная термомехарукционныхбыть исполь шение осится к термомеханиелий из конструкционталей типа 45, 40 ХН, А и других, предназнатипа пальцев, высокоединительных планок, т быть использовано в прессовых и других цеьных и металлургичеИзобретение отнческой обработке издных легированных с40 Х, 40 ХН МА, 38 ХМЮченных для деталейпрочных болтов, созвеньев цепи, и можекузнечных, кузнечнохах машиностроителских заводов,особы термомеха чающие аустени ческую деформац лучения структур изотермической в применение в тех ые эксплуатацион нической тизацию, ию и охы бейнита ыдержке, нике и поные свойвестны спотки, вклюю пластиние до поительнойе нашлиют некоторталей.едостаткаьность цив ность,ми этих способов являют кла обработки и низкая э тигается те щему аусте ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится кнической обработке из констлегированных сталей и может Из обраб горячу лажде при дл которь выша ства с Н длител фектизовано в кузнечных цехах маши тельных и металлургических завод изобретения - сокращение процесс шение ударной вязкости, Способ з ся в пластической деформации заго температурах аустенитиэации, пере нии до температур образования с нижнего байнита, выдержке, в проц рой осуществляют термоциклирова тервале температур образования бейнита, и окончательном охлажден зультате образуется субмикронеод структура, обеспечивающая по ударной вязкости. 1 з,п,ф-лы, 1 табл Наиболее близким к предлагаемому является способ термомеханической обработки изделий из стали, вкл ючающий аустенитизацию, пластическую деформацию, переохлаждение аустенита до температур образования структуры бейнита, изотермическую выдержку при данной температуре до завершения бейнитного превращения и окончательное охлаждение.Недостатком этого способа является большая длительность цикла обработки за счет длительности получения бейнитной структуры, что связано с проведением изотермической выдержки в области бейнитного превращения, а также низкой ударной вязкостью, связанной с работой разрушения при динамическом нагружении,Цель изобретения - сокращение процесса бейнитного превращения и повышение ударной вязкости,Поставленная цель дос м, что согласно способу, включаю нити 173183955 зацию, пластическую деформацию, переохлаждение аустенита до температур образова. ния структуры нижнего бейнита, выдержку при данной температуре до завершения бейнитного превращения и окончательное охлаждение, в процессе выдержки осуществляют термоциклирование в интервале температур образования нижнего бейнита, Причем количество циклов определяется из выраженияи = 1+0,5 С 1+5,10) С 2,где С 1 - суммарное количество Ю, Мп, В, С, Сц, Со. А, /;.С 2 - суммарное количество Т, Мо, Ч, ИЬ, ф, .Термоцикпирование при температуре образования нижнего бейнита (Мн + 20 - 40 С) ведут для ускорения получения структуры нижнего бейнита. Термоциклирование в интервале температур ниже Мн+20 С приведет к образованию структуры мартенсита и частичного бейнита. Это способствует повышению хрупкости, получению неоднородной структуры и понижению ударной вязкости, Термоциклирование выше температуры образования структуры нижнего бейнита (выше М+40 С) будет способствовать замедлению процесса образования бейнита, а следовательно, увеличению цикла обработки и снижению прочностных характеристик. Периодические кратковременные нагревы до температуры, не превышающей верхнюю границу образования структуры нижнего бейнита, и последующие охлаждения до температуры Мн+20-40 С обеспечивают более полное превращение аустенита в нижний бейнит, С каждым нагревом и охлаждением количество остаточного аустенита уменьшается. Это и обуславливает сокращение длительности процесса получения структуры нижнего бейнита. Кроме того, при этом частично аустенит переходит ва-фазу с меньшим содержанием углерода. Поэтому образующийся нижний бейнит имеет меньшее количество углерода. В результате этого образуется субмикронеоднородная структура, обеспечивающая повышение работы разрушения, т.е, ударной вязкости,Количество термоциклов выбирают из следующих условий. Карбидообразующих элементов в сталях в процентном отношении содержится небольшое количество, поэтому в формуле в качестве свободного члена используется единица, так как она обеспечивает хотя бы один нагрев с охлаждением в области образования структуры нижнего бейнита, Использовать коэффициент более единицы нецелесообразно, так как интервал инкубационного периода и пе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 риода распада переохлажденного аустенита очень мал для низколегированных сталей, а вести термоциклирование после окончания процесса образования нижнего бейнита не имеет смысла.Таким образом, предлагаемый способ термомеханической обработки изделий ведет к сокращению длительности получения структуры нижнего бейнита и повышению ударной вязкости, а следовательно, отвечает критерию "существенные отличия",П р и м е р. Для осуществления способа термомеханической обработки изделий взяли заготовки диаметром 30 мм и длиной 200 мм из конструкционных легированных сталей 45 и 40 ХН с химическим составом, соответствующим марочному,Заготовки нагревали в камерной печи типа СНЗ до температуры аустенитизации 900+10 С, затем подвергали горячей пластической деформации ковкой на молоте с плоскими бойками, Горячую деформацию производили в три приема с междеформационной паузой 1 с. Общая степень деформации составила 7075. После последнего удара производили охлаждение образцов до 370 - 390 С для стали 45 и 325 - 345 С для стали 40 ХН. Для стали 45 производили два термоцикла с нагревом до 390 - 400 С, а для стали 40 ХН - три термоцикла с нагревом до 350 - 360 С. После за вершения и роцесса образования структуры нижнего бейнита производили охлаждение до комнатной температуры.Для сравнения из этих же сталей изготовили образцы по известному способу термомеханической обработки, Аналогичные образцы нагревали до 900 С, выдерживали при ней, подвергали горячей пластической деформации, а затем охлаждали до 370 - 390 С для стали 45 и 325 - 345 С для стали 40 ХН. Изотермическую выдержку при этих температурах производили в течение 80 с до завершения бейнитного превращения.Окончательное охлаждение производили до комнатной температуры.Сравнительные результаты испытаний образцов сведены в таблицу, Из таблицы следует, что изделия, обработанные предлагаемым способом, обладают более высокой ударной вязкостью и более коротким циклом обработки. Формула изобретения 1. Способ термомеханической обработки изделий, преимущественно из конс;укционных сталей, включающий аустенитизацию, пластическую деформацию, переохлаждение аустенита до температур образования структуры нижнего бейнита, выдержку при80ль 40 ХН,остааитель А, Штыхноехред М.Моргентал Коррект едактор Н. Лазаренко Заказ 1558 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 т "Патент", г. Уж од, ул, Гагарина роизводственно-издательский ком данной температуре до завершения бейнитного превращения и окончательное охлаждение,отличающийся тем,что,сцелью сокращения процесса и повышения ударной вязкости, в процессе выдержки осуще ствляют термоциклирование в интервале температур образования нижнего бейнита. Мн+40390 М+20-370 Мн+30380 Ин+40390 зн+50 400 М +50=400 н М +50 д 400Ив+10=315Ин+1 Ощ 315Мн+1.0 315Мн+20325 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что количество циклов определяют извыраженияп=1+0,5 С 1+(510)СЯ,где С 1 - суммарное количество В, Мп, 31, С,Сц, Со,А 1, ;С 2- суммарное количество Т 1, Мо, Ч,ЯЬ,И/, .