Способ обработки заэвтектоидных сталей

Союз Советскии Социалистических Республик(51)М , 3 С 21 0 8/06 Государственный коиятет СССР яо.дедам изооретеннй н открытийДата опубликования описания 151181(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТИЛЕЙ Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве проката иэ заэвтектоидных и инструментальных сталейе 5Известны способы обработки заэвтектоидных сталей, имеющие целью устранение карбидной сетки, заключающиеся в цринудительном ускоренном охлаждении заготовок со скоростью, предотвращающей выпадение карбидной сетки, либо непосредственно после горячей деформации, либо после специального нагрева выше точки Ас 13 и 23 .Однако данные способы устранения карбидной сетки усложняют процесс15 производства,.так как требуют строи" тельства специальных устройств для ускоренного охлаждений проката непосредственно в линиях прокатных станов или отдельных установок дпя на грева выше Ас и последующего ускоренного охлажденйя проката. В практике производства подшипниковых сталей до 25% прокат, подвергается. специальной термообработке - нормализации для устранения карбидной сетки, а прокат иэ некоторых инструментальных сталей, например, таких как ХВГ, целиком подвергается дополнительной термообработке с ускоренным охлаждением, Од- ЗО нано применение ускоренного охлаждения не эффективно для проката и заготовок крупного сечения, так как применяемые скорости охлаждения не могут подавить в них выделение карбидной сетки.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ обработки заэвтектоидных легированных,инструментальных сталей, включающий нагрев до температуры выше температуры Асщ,горячую деформацию, которая начинается при температуре на 220-240 оС выше Ас,и заканчивается при Аса закалку и отпуск(или отжиг) Г 31.Недостаток данного способа обработки заключается в том, что он требует после деформации охлаждения со скоростью более 4 оС/с, например, в масле, водном растворе .жидкого стекла с удельным весом 1,14 при 20-95 С или в расплаве солей при Мя+ 30-100 фС), что весьма сложно. осуществить в потоке металлургического производства, Однако и в этом случае,в заготовке сечением до 40 мм остается карбидная сетка до 3 бал, т.е, на пределе требований государственных стандартов. при большем же сечении заготовок дан 881134ный способ не обеспечивает выполнение требований стандартов, в связис чем низок выход годного при производстве крупного сорта из некоторыхэаэвтектоидных сталей - ХВГ, ХВСГ,ШХ 15. Невозможность устранения карбидной сетки в заготовках большихречений сдерживает в определенной ме.ре развития машиностроения, так какв крупных деталях машин и инструментах, работающих при динамических нагрузках, вынуждены испольэовать сталис меньшим содержанием углерода и менее легированные, а следовательно иобладающие более низкими эксплуата"ционными свойствами,Цель изобретения в : повышение выхода годного за счет устранения карбидной сетки и упрощения технологического процесса обработки заэвтектоидных сталей,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу обработки заэвтектоидных сталей, включающему нагрев заготовки, горячую деформацию иохлаждение, нагрев производят до АсАсщ - 100 С), а охлаждение осуще;ствляют на воздухе.Предлагаемый способ включает нагрев заготовок под горячую деформациюдо температур в интервале Асщ = (Ас,100 С), горячую деформацию, например,прокаткой н этом интервале .температур или при снижающейся температуре,охлаждение на воздухе (охлаждение навоздухе может быть заменено охлаждением в печи), Затем производится отпуск (или отжиг) .Выбранный интервал температур нагрева и деформации обусловлен следующим: если сталь с развитой карбиднойсеткой нагреть и деформиронатЬ вышетемпературы Ас , то карбидная сетка 4 ОПолностью растворяется, а при последующем охлаждении на воздухе вновьвыделяется в межкритическом интервале температур по границам зерен аус"тенита, успевающего рекристаллизоваться при горячей деформации,.особенностью поведения эаэнтектоидных .сталей при деформации в верхней части межкритического интервала температур (от,Асщ до Ас - 100 оС) является то, что л этом растворяютсяостатки,. карбидной сетки, не растворившиеся при нагреве до этих температур, одновременно происходит выделение заэвтектоидных .карбидов на скопленьях дислокаций внутри зерен аустенита, Выделение карбидов на дислокациях препятствует их скольжению,поэтому при деформации идет непрерынный процесс зарождения .новых дислокаций и их закрепления выделяющи- Омися карбидами, .которые полностьюподавляют рекристаллизацию аустенита,В связи с этим при .последеформационном охла:кдении,металла выделение заэвтектоидных карбидов происходит не д в виде карбидной сетки по границам зерен аустенита, а преимущественно внутри зерен - на скоплениях дислокаций и на уже выделившихся карбидах зародышах, Таким образом, отпадает необходимость в ускоренном охлаждении металла после деформации (охлаждать можно на воздухе или замедленно в печи), а также в ограничениях, связанных с размерами заготовок, если нагревать заэвтектоидную сталь выше Ас , а затем охлаждать и деформировать в верхней части межкритического интервала температур, то это приведет к интенсивному, выделению .карбидной сетки по границам зерен аустенита, нагрев и деформация, ниже Ас, - 100 С из-эа недостаточной скорости диффузии не обеспечивает полное растворение карбидной сетки. Таким образом, оптимальным интервалом температур нагрева и деформации (или начала деформации) заэнтектоидных сталей для устранения карбидной сетки является интервал от Ас, до Ас, - 100 С,П р и м е р. Способ проверен при обработке заготовок из стали ХВГ т. Ас = 940 С) сечением 100 х 100 мм и длиной 2 м с баллом б по карбидной сетке, Заготовки нагревают до 900 С в газовой печи затем прокатывают на прутки диаметром 20, 50 и 80 мм. Прокатка заканчивается при 800-900 Со (в зависимости от сечения прутков) . Прутки после прокатки охлаждают на воздухе, а затем отпускают б,ч при 700 С. Для получения сравнительныхданных параллельно проводятся обработка таких же поутков иэ стали ХВГ по известному способу: нагрев заготовок до 1150 С, прокатка с окончанием при 920 ОС, закалка н воде и отпуск б ч при 700 ОС. Иэ разных частей прокатанных прутков отбирают по 30 образцов каждого профиля для оценки карбидной сетки. Для этого образцы нагревают при 840 ОС и закаливают в масле. Данные сведены в таблицу. Использование предлагаемого способа обработки эаэнтектоидных сталей обеспечивает по сравнению .с известными способами .упрощение процесса производства проката из заэвтектоидных сталей, так как отпадает необходимость в строительстве специальных установок для закалки или .ускоренного охлаждения проката, устраняются трудности, связанные с обработкой упрочненного проката, исключается из процесса производства операция нормализации большогоколичества проката, увеличение выхода годного по результатам контроля карбидной. сетки, нозможность использования заэвтектоидных сталей для изготовления,крупных деталей и инструмента. и в связи с этим- повышение долговечности машин и увеличение стойкости инструмента.881134 Количество образцовс карбидной сеткой свыше 3 балла Способобработки Профиль прутков Максимальный баллкарбиднойсетки Выходгодного, Ъ с карбиднойсеткой.до3 балл Предлагаемый 20 30 100 1 ОО 100 50 30 80 30 20 Известный 30 100 60 050 19 80 30 30 Формула изобретения Составитель А. СекейТехред,С.Мигунова Корректор В. Синицкая Редактор Н, Минко Заказ 9874/43 тираж 621 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Эффект от внедрения .предлагаемого 2 О изобретения .обусловлен устранением из технологического процесса закалки или нормализации проката и заготовок, сокращением расходов на передел и .увеличением выхода годногЬ (снижением брака), Ожидаемый экономический эффект составляет 7 руб, на 1 т проката. Способ обработки эаэвтектоидных.сталей, включающий нагрев заготовки,горячую деформацию и охлаждение, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода годного эасчет устранения карбидной сетки иупрощения технологического процесса,нагрев производят до Ас в (Ас ;100 С),а.охлаждение осуществляют на воздухе.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Геллер Ю,А, Инструментальныестали. М., "Металлургия", с. 191,2. Авторское свидетельство СССР279676, кл. С 21 О 1/32, 1967.3. Авторское свидетельство СССР9 671748, кл. С 21 О 1/14, 1977,