Способ термопластической обработкижелезоуглеродистых сплавов

Союз Соеетскик Сециаектюикиии Ркеублас(22) Заявлено 040479 (2 ) 2745509/22-02с присоединением заявки КУ(5)м. Ха.зС 21 0 7/14 С 21 О 1/78 ГосуАарстаенамя кеентст СССР яе ясяяи яЗбРстсяяЯ в фтармтяЯ) Заявите Физико-технический институт 54) СПОСОБ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБРАБ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ ки26 ой цесплав д гид- кратками плава.ую деформ ия поставленниклированиемрмированию поавлением многокными иагруэ а схема Изобретение относится к термкчес кой обработке металлов, в частности термомеханической обработке,Известен способ термомеханической обработки сталей, заключающкйся в холодной пластической деформации феррнтно- карбидной смеси с по следующей закалкой и отпуском 1).Недостатком этого способа является ер;о эффективность лищь для сталей со специально подготовленной структурой, способной воспринимать значительную пластическую деформацию без образования трещкн, существенное снижение упрочняющего эфФекта при нагреве и выдержке под закалк, необходимость промежуточной термообработки после холодной деформации для стабилизации субструктуры, а также необходимость окончательной терьюобработки (отпуска)Известен способ термической обработки железоуглеродистых сплавов, включающий термоцнклирование около точки АС,Д 23Однако, в указанном способе повышение механических свойств сплавов определяется, главным образом, иэмельчением структуры в то время как насьзяенность кристаллической.решетки деформацкоинйми дефектами за счет фазового иаклепа недостаточно высока, что не позволяет реализовать потенциально возможное высокопрочное состояние сплавов.Цель изобретения - повыыение механических свойств желеэоуглеродистых сплавов за счет рациональногосочетания положительных структурных изменений холодной пластической деформации и термоциклмческой обработки, а также эа счет применения способа предварительного деформирования, позволяющего наклепывать И сплавы с высокой степенью деформации беэ специальной подготовки структуры и получать стабильные субструк" туры без промежуточной термообработДля досткженли перед термоцподвергают дефоростатическкм дными энакоперемевыае предела текучести сКроме того, пластичесцию ведут при 20-200 С.оНа чертеже изображенреализации данного спосоСхема содержит образец 1, штамп 2, пуенсон 3, рабочую среду 4.При перемещении пуансона 3 вниз он вначале сжимает рабочую среду 4 и создает необходимое гидростатическое давление (пороговое давление для данного материала), затем вступает в контакт с образцом 1 и деформирует его вдоль оси. При разгрузке пуансона до положения первоначального контакта с образцом гидростатически сжатая среда деформирует образец в противоположном направлении эа счет давления на боковую поверхность образца. При незначительной степени разовой деформации за каждый цикл обработки образец практически не изменяет свою форму, в то же время получая двойную степень деформации. Многократное циклическое нагружение под гидростатическим давлением, независимо от начального структурного состояния сплава, позволяет достичь высоких степеней накопленной деформации без образования трещин и получить в образце ячеистую субструктуру с достаточно высокой термической и механической устойчивостью. Проведение обработки при температуре максимума деформационного старения (200 С) приводит к дополнительной стабилизации формирующейся ячеистой субструк туры мелкодисперсными частицами, что позволяет в значительной степени предотвратить возможность снижения упрочняющего эффекта при последующем термоциклировании и ликвидировать этап промежуточной термообработки после холодной деформации.Термоциклирование сплава, предварительно обработанного укаэанным способом, вызывает дальнейшее развитие субструктуры и ее трансформацию в полигональную, При фазовых переходах дислокации полигональных субграниц является энергетически выгодными местами выделения сферических карбидных образований, в результате распределение карбидов становится более мелкодисперсным и равномерным и повышается стабильность самой дислокационной структуры. Эти процессы сдерживают развитиервкристаллизации сплава и позво- ляюФ более полно сохранитЬ влияние предварительной холодной деформации.П р и м е р. Берут сталь 45 размерами Ф 16 х 40 мм и подвергают предварительной обработке, состоящей из 50 циклов деформации сжатие-растяжение под гидростатическим давлением 1,5 кбар со степенью деформации 1 в каждом полуцикле нагружения. Суммарная деформация образца составляет 100 Ъ. Часть образцов обрабатывают при 20 С, часть - прио200 С. В качестве рабочей среды, ов случае обработки при 20 С, применяют силиконовое масло, при 200 Спарафин.Режим термоциклирования включает проведение нагревов на 30 С выше точки Ас и 60 оС ниже точки Аг,со скоростью нагревов и охлаждений100 С/мин. С последнего термоцикласталь охлаждают в воде. Оптимальныхмеханических свойств (повышение пластичности при незначительном снижении прочности) образцы достигают после двух термоциклов, При дальнейшем термоциклировании механические свойства стали снижаются до уровня обычной ТЦО.15 Результаты измерений приведеныв таблице в сравнении с известнымспособом ТЦО после 5-6 циклов. 8,4 58,4 13,эвестный Предлаогаемый25 с=20 С Предлагае с=200 С69,1 1 а изобретен 1. Способ термопластической обработки железоуглеродистых сплавов, включающий термоциклирование около точки Ас 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения механических свойств сплава, перед термоциклированием сплав подвергают пластической деформации многократными знакопеременными нагрузками под гидростатическим давлением.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что пластическую деформацию ведут при температуре 20 2000 С. 0 Источники инф О принятые во внимание1. Бернштейн МП.ческая обработка мета М., "Металлургия", 192. Авторское свиде 65 Р 459518, кл. С 21 0 рмации, ри экспер ермомехан лов и спл 8, с. 106 ельство С /00, 1970 з вов Исполь соба позв кие свойс водить пр с высокой З 5 разования ной струк стабильны жуточной исключить термообраование.предлагаемого споляет повысить механичесва сталей и сплавов, продварительную деформацию степенью наклепа без обтрещин независимо от исхо уры сплава и получать субструктуры беэ промеермообработки, а также операцию окончательной отки (отпуска).Составитель А.Денисоваедактор Т.Киселева Техред Е.Гаврилешко Корректор М.Костказ 184/45 Тираж 629 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРно делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5иал ППП Патент , г. ужгород, ул. Проектная