Способ закалки изделий

(51)М. Кл.3 с присоединением заявки ЙоС 21 0 1/56 Государственный коинтет СССР по дедам нзобретеннй в открытнй(54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ ИЗДЕЛИЙ 1Изобретение относится к машиност роению и может быть использовано.при термической обработке изделий из выс 8 копрочных легированных сталей, от которых требуется сохранение высокой прочности при повышенной температуре, в частности при термической обработке инструментальных легированных сталей, из которых изготавливается инструмент для горячей протяжки, высадки, прессования и литья под давлением.Известен способ термической обработки стали в вакууме, по которому после нагрева изделий из стали в вакуумной печи они закаливаются в нейт. - ральном газе. В этом случае принимаются особые меры для форсированной цириуляции охлаждающего агента для обеспечения критической скорости закалки Г 11.Однако этот способ не обеспечивает высокой теплостойкости стали.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, включающий нагрев изделия в вакуумной камере до температуры закалки и охлаждение в той же камере жидким или газообразным охладителем до температуры меньше 0 С, Длительность охлаждения до отрицательных температур не превышает 30 с 21.Однако при закалке 0 на мартенситне используются имеющиеся резервыповышения теплостойкости стали, связанные с субструктурным упрочнениемтвердого раствора.Цель изобретения - повышение теплостойкости легированных инструментальных сталей за счет иэмеиенияхарактера структуры, образующейся впроцессе закалки, н получения распада переохлажденного аустенита в верх.нем бейнитном интервале. Такая структура может быть получена применениемпредлагаемого способа охлажденияпри закалке, обеспечивающего быстрое охлаждение при высоких температурах, что гарантирует для выбран-2 О ных марок сталей отсутствие распадапереохлажденного аустенита при субкритических температурах, и замедленное охлаждение в бейнитном интервалетемператур.Указанная цель достигается тем,что согласно способу закалки изделий,включающему нагрев в вакуумной печи,выдержку и охлаждение изделия, последнее осуществляется нейтральным га зом (азотом) со средней скоростью863670 О 15 20 Способ закалки от 1150 С после выдержки 1 ч Показатель по предлагаемому охлаждение в масле Твердость НВС после закалки 43,0 51,0 после первогоотпуска 50,5 43,5 после второгоотпуска 47,0 42,0 после выдержки 6 ч при 650 С,42,0 38,0 . Формула изобретения 50-250 град/мин в интервале от температуры нагрева до 550.-600 С и далее со скоростью 5-10 град/мин от 500 до 100 ОС с образованием структуры верхнего бейнита, Реализуемые предлагаемым способом скорости охлаждения при закалке определяют выбор инструментальных легированных тепло- стойких марок сталей (стали должны обладать достаточной устойчивосТью переохлажденного аустенита в облас- . ти диффузионного распада и развитой бейнитной областью,П р и м е р. Проводится термическая обработка по предлагаемому способу широко применяемой для изготовления пресс-форм литья под давлением медных сплавов и штампов для горячего деформирования стали ЗХ 2 В 8 Ф по ГОСТ 5960-73, имеющей следующий химический состав, Ъ: С 0,35; 5 0 15 Мп 0 34 И 8 90 Сг 2 2 У 0,41; 5 0,017; Р 0,013.Образцы нагреваются в нагревательной камере вакуумной печи СЭВЭ 3,3/11,5 МОЛ при давлении 5 10 мм рт. ст, до 1150 ОС, выдерживают 1 ч, а затем перемещают в камеру охлаждения и одновременно производят заполнение печи азотом из азотопровода, давление газа. в котором 1 атм. После выравнивания давлений в азотоПолученные данные свидетельствуют о значительном повышении теплостойкости стали ЗХ 2 В 8 Ф после ее закалки по предлагаемому способу.Использование предлагаемого способа закалки изделий из теплостойких легированных сталей обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: возможность повышения теплостойкости стали за счет субструктурного упрочнения твердого раствора без увеличения содержания легирующих элементов, возможность уменьшения коробления изделий, что практически исключает необходимостьс проводе и в печи подача газа прекращается. Средняя скорость охлажде ния от 1150 до 600 С в начальный период подачи нейтрального газа 175 град/мин, в дальнейшем из-эа уменьшения разности давлений в азотопроводе и печи и прекращения поступления азота скорость резко снижается и составляет в среднем 8 град/мин в интервале 500-100 С.Свойства стали, полученные после такой закалки, сравнивают со свойствами стали, закаленной по известному способу с охлаждением в масле после выдержки 1 ч при 1150 С. Отпуск проводят при 650 С 2 ч. При образовании структуры верхнего бейнита после закалки по предлагаемому способу наблюдается повышенное количество остаточного аустенита, распад которого происходит в основном в процессе охлаждения после отпуска. Поэтому для получения сравниваемых результатов проводят двухкратный отпуск образцов, что исключает влияние вторичной закалки после отпуска на полученные результаты. Для оценки теплостойкости сравниваемые образцы подвергают дополнительному нагреву на 650 С с выдержкой 6 ч, Результаты испытайий приведены в таблице. дополнительной обработки после термической, что значительно повышаетстойкость изделий в условиях эксплуатации при повышенной температуре и снижает затраты трудана изготовление изделий из указанных сталей. 1. Способ закалки иэделий, преимущественно из теплостойких сталей,включающий нагрев в вакуумной печи, 45 выдержку и последующее охлаждение863670 Составитель А.ЛяпуновТехред Л. Пекарь Корректор Е.Рошко,Редактор М.Петрова Заказ 7705/40 Тираж 621 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4нейтральным газом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения теплостойкости сталей, охлаждение,нейтральным газом ведут при избыточном ,давлении со скоростью 50-250 град/мин до 550-600 С и, со скоростью 510 град/мин до 100 С.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве нейтрального газа используют азот с избыточным давлением 1.атм.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. "Металловедение и термическая обработка металловф, 1978, 9 5 с.36- 38.2. Патент Англии 9 1452062 кл. С 212 1/62, опублик.1972.