Способ обработки заготовок

.К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОВеДОмстВО сссРГОСПАТЕНТ СССР 1(71) Донецкий политехнический институт (Ф 2) В.П,Горбатенко, В,Г,Комаров, И.В,Тарэа, В,Я;Левченко, Б.И.Боярченко и В.Ф.Чубук(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термискоЯ обработке изделий из углеродистыхй леугйрованных сталей, содержащих не боМеЩ никеля,,Цель изобретения - улучшение обрабафеэемости резанием за счет получения одгнгОРоДной кРУпнозЕРниСтой стРУктУРы.Обставленная цель достигается тем, чтов"способе обработки заготовок стали, включающем горячую пластическую деформацМо, Охлаждение, последующий нагрев дот 4 мперчагтур аустейитизации и охлаждение сполучением феррито-цементитной структуры, охамщение после горячей пластическойдеформации ведут со скоростью, обеспечиваЮЩей получеиие бейнитноЯ структуры, анагрев проводят до температуры ТОС, одре 4 ФляЕмой по зависимостиТ 750+ (0,1 - 1,2) В,где 8 - величина. учитывающая смещением, тфйдфратуры фазовых превращений при нагреве стали под влиянием ее химическогосфстава В - 190 х(0,8-6 С)-10 х(.;ь Мп+ Сг)3 бхфй 1)+259)+20 хф Мо+ЧЧ+6 Т+Я. 2(57) Использование: производство деталей из низколегированных конструкционйыхсталей, Сущность изобретения: после горячей пластической. деформации, заготовки охлаждают с получением бейнитной структуры, Повторно нагревают до температуры Т=750+(0,8-1,2) В, где В - коэффициент, учитывающий влияние химического сскстава стали на температуру аустенитизации и охлаждают с получением ферритно-цементитной структуры, 1 табл. Охлаждение для получения бейнитной структуры в горячедеформированной заготовке осуществляют либо. при непрерывном охлаждении, либо в изотермических условиях, Наличие бейнитной структуры стали по всему сечению заготовки ,обеспечиваетйб вышение степени однородности струуктуры не только в деформированных, но и в терми- Оо чески обработанных ааготовках. Кроме тоге, С) беанит наследует от деформированного аус. ч 4 тенита повышенную плотность дефектов (,) кристаллического строения, что оказывает (,ф ускоряющее влияние на фазовых превраще- ( ) ния при последующем нагреве, Это проявляется в том; что полная фазовая перекристаллизация стали с бейнитной а структурой завершится при более низких.температурах до сравнению с процессомаустенитизации стали с феррито-перлитной или преимущественно- перлитной структурой. При этом аустенит, образующийся из бейнита с повышенной плотностью дефектов кристаллического строения, будет в значительной степени их наследовать, что приведет к более быстрому развитию процемов рекристаллизации в нем и получе 1807083Первый член зависимости учитывает степень повышения температуры фазовых превращений с понижением содержания углерода в стали, Остальные коэффициенты учитывают степень и направление воздействия легирующих элементов или примесей на температуру завершения процесса аус 55 нию уже при относительно низких температурах достаточно крупного его зерна. Прираспаде переохлажденного аустенита скрупным зерном формируется достаточногрубая структура стали феррито-цементноготипа, обеспечивающая повышение показателей обрабатцваемости резанием,Выбор температуры нагрева при термической обработке, равнойТ = 750+ (0,8-1,2)хВ, 10обусловлен необходимостью обеспеченияполной фазовой перекристаллизации стали.Здесь 750 С - экспериментально полученное значение температурй полной фазовой .перекристаллизации сплава с исходной 15бейнитной структурой, обеспечивающейполучение достаточно крупного аустенитного зерна,Коэффициент, принятый в пределах 0,81,2, учитцваетдопустимые пределы изменения величинц В, При значениях этогокоэффициента менее 0,8 даже при полностью развившемся процессе аустенитизации не успеет завершиться процессгомогенизации аустенита. В результате превращения аустенита при охлаждении в этомслучае может сформироваться частичносфероидизированная структура с повышенной долей структурно-свободного феррита,что приведет к ухудшению условий обработки резанием, а в легированных сталях фазовая перекристаллиэация при нагреве можетвообще не произойти, Следствием этого будет неудовлетворительная твердость сталии, соответственно, плохая обрабатываемость резанием.При значениях указанного коэффициента более 1,2 может произойти чрезмерноеукрупнение аустенитного зерна и при охлаждении легированных сталей, вследствие 40повышения устойчивости переохлажденного аустенита, может сформироваться неблагоприятная структура стали,характеризующаяся повышенной твердостью, что увеличит износ металлорежущего 45инструмента,Эмпирическая формула для расчета величины В учитывает смещение температурыфазовых превращений под давлением хими. ческого состава В=190 х(0,8-;4 С)- 5010 хМ и+0 Сг)-30 хф К )+25 х(Д Я 1)+2 ОхиМо+о УЯ.о Т+оо Я тенитизации стали с исходной бейнитнойструктурой,Реализация процесса термической обработки с нагревом до пониженных по сравнению с известными температуробеспечивает улучшение обрабатываемостирезанием заготовок, повышает степень однородности структуры стали по сечению, одновременно уменьшив в ней долю феррита,позволяет получить более крупное зерно,сокращает расход металлорежущего инструмента, энергии и жароупорной стали втермических цехах.П р и м е р, Проводили термическуюобработку поковок и штамповокдля деталейсельхозмашин из стали 25 ХГТ, содержащей0,25 М,1,10 Сг,1,0 Мп; 0,300 Б, 0,06 ДТ, 0,025 З, 0,018 У Р,Способ осуществляли по следующейсхеме: ускоренное охлаждение после горячей деформации со скоростью, обеспечивающей получение структуры бейнитноготипа, последующая нормализация с нагревом до различных температур (см,таблицу).Суммарное время нагрева и выдержкидлязаготовок, обработанных по всем режимам,было постоянным и составляло 1,5 ч (расчетная толщина заготовки 50 мм),Для данного химического состава стали25 ХГТ значение В равно В = 190 х(0,8-0,25)-:10 х(1+1,1)+25 х(О,З)+20 х(0,06) = 92 С.При этом рекомендуемый интервал времени нагрева составитТ = 750+ (0,8-1,2)х 92 = 825-860 С.При оценке относительнцх параметровобрабатываемости резанием при строганиипротягиванием за единицу приняты значения, полученные для сравниваемого варианта (режим 1),Результаты исследований, приведенные в таблице, свидетельствуют, что для ре- .комендованного интервала температурнормализации твердость меньше, чем дляпрототипа, и составляет 163-179 НВ, доляферрита снижается до 40-36,80, участкиперлита укрупняются. Это обеспечиваетснижение уровня относительной величйнысилы резания при строганиина 15-20(,. Обработка по режимам с параметрами, отклоняющимися от заявляемых, приводит кформированию неудовлетворительнойструктуры, ухудшению обрабатываемости,Формула изобретенияСпособ обработки заготовок из стали,преимущественно низколегированной,включающий горячую пластическую деформацию, охлаждение, последующий нагревдо температуры аустенизации и охлаждениес получением ферритно-цементитной структуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью. стиТ=750-0,8-1.2) В, С, где В - величина,учитывающая смещение температуры фазовых превращений при нагреве стали под влиянием ее химического состава.58 - 190 х(0,8-зС)-10( Мп+ Сг)- 30 ф Ю)+25 ф 3)+20( Мо+ЧЧ+ Т 1+ Я,улучшения обрабатываемости резанием путем получения однородной крупнозернистой структуры, охлаждение после горячей пластической деформации ведут со скоростью, обеспечивающей получение бейнитной структуры, а нагрев проводят до .температуры Т, определяемой по зависимоРеализованные режимы термической обработки, результатымикроструктурных исследований и относительная величина силы реза" ния при строганин Твердость нв Степеньоднородностиструктуры Характеристикаструктуры посленормализации тип структуры после нормализации ип исходнойструктуры Номеррежима Относи"тельнаявеличи"на сиРазмеручастков Доля Фер- рита РазмерзернаФерриы резаия притрогаерлиамкм амкм крити чески тачек Ферритоперлитная 111 В,1 179-187 49,5 Бейнитная 38,8 10,5 10,1 62 1,0 84 о 1,2 860 0,54 . 800 о У 50 55,5 пущенньь"бей нит 0,951 195 920 22 970 О5,еррито- ерлитна 79-187 38,о брабо брабо брабо Режимы 1,2режимы 3-5 режимы 6-9 в способе р и ечан ка по способу-прототипу;ка по параметрам заявляемого способа;ка по параметрам отличакщимся от заявл Составитель В.ГорбатеРедактор Т.Иванова Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Заказ 1361 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Коэф., учитывакщий интервал смещения . температура нагрева при нор мализации,С 085 0,82 1,ОУ 1,2 О 170-179 171-179 157-166 187-197 п О н