Способ обработки конструкционных сталей

(5 ОСОБ ОБРАБОТКИ КОНСТРУКЦИОННЫ Изобретение относится к металлургии, в частности к способам химико-термической обработки конструкционных сталейИзвестен процесс химико-термической обработки легированных сталей, состоящий нз цементации при 1050-1100 оС, подстуживания до 900-950 С с непосредственной-закалкой в масле, отпуска при 160-500 С 1. Однако данный способ включает подстуживание до 900-950 С, при котором выделяются грубые карбиды по границам. зерен, что снижает контактную долговечность, изгибную выносливость, а также прочность прн статическом изгибе,Известен также способ обработки конструкционный сталей, включающий цемеитацию при 900-920 С, нагрев под закалку и закалку в горячую среду с темпера о турой 220 оС, отпуск при 560 С обработку холодом н отпуск при 160-180 оС;Данный способ обеспечивает твердость цементованного слоя 60 НКС 2. Однако для деталей, работающих при высоких температурах (до 400 оС) про исходит снижение твердости до 55 НВС и контактной долговечности.Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому результату является способ обработки конструкт ционных сталей, включающий цемеитацию при 980-1100 С, непосредственную за калку в горячую среду с температурой 100 00 оС и отпуск многократный при510-560 С 33Однако при обработке стели по атоцу способу в результате цементайии с непосредственной закалкой при содержании углерода в слое 0,9% и выше структура поверхностной зоны, глубиной до 0,35 мм, состоит из аустенита с небольшим количеством карбидов. При последующем отпуске у-е о превращение протекает как при температуре изотермической выдержки (по перлитному механизму), так и прн охлаждении отпуска (по мартенситио му механизму). Перлитный механизм реа 3 9985лизуется по границам зерен с образованием тонкодисперсного тростита, имеющего пониженную твердость.Многократное повторение отпусковприводит к перераспределению легирующих 5элементов между у и о .фазами и на грешницах зерен образуется зона, обогащен"ная хромом и другими ферритообразователями. На травленом микрошлифе онавыявляется в виде светлой составляю-1 Ощей.При наличии светлой составляющей"по границам зерен контактная выносливость цементованных образцов снижается,в 1,5-2 раза. Если в закаленном цементованном слое имеется небольшое количество мартенсита (20-40%), превращение аустенита при отпуске происходитравномерно в объеме зерна без образования ярко выраженных сегрегаций легиру О.ющих, элементов. Но это возможно припониженном содержании углерода (0,60,8%), которое также не обеспечиваетдостаточной контактной выносливости.Все это приводит к преждевременному 25образованию выкрашивания цементованного слоя, т.е. снижению долговечностидеталей. Показатели контактной долговечности, прочности при статическом изгибе, вязкости не обеспечивают параметров ЗОресурса изделий.Белью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости в результате повышения ударной вязкости,прочности при изгибе, изгибной вынослй 35во"ти и контактной долговечности.Для достижения поставленной целисогласно способу обработки конструкционных сталей, включающему цементациюпри 980-1100 С с непосредственной за 4 Окалкой с этой температуры и многократный отпуск при 510-560 оС, закалку проводят в масло, затем проводят промежуточный отпуск при 200-400 С и обработку холодом.45При этом закалку проводят в масло с температурой от комнатной до +80 С, а обработку холодом проводят при темпераоратуре от - 50 до - 70 С.Полный цикл химико-термической обработки состоит из цементации при 98056 1100 С,непосредственной закалки в маслоО с температурой от комнатной до+80 С,отпуска при 200-400 оС, обработки холодом при температуре от -50 до -70 Сои отпуска при 510-560 С 3-5 раз.Закалка с большой скоростью охлаждения в масло предотвращает протекание диффузионных процессов, выделения кар 20 4бидов по границам зерен, фиксируетпересыщенный твердый раствор аустени-та.Последующий отпуск при 200-400 Сне оказывает влияния на аустенитныйцементованный слой, но приводит к отпуску мартенситной структуры сердцевины и переходной зоны, предотвращая придальнейшей обработке холодом образование трещин.Обработка холодом приводит к образованию 35-40% мартенсита в цементоваеном слое. Дальнейшее у- с превращениепроисходит при многократном отпускепутем выделения карбидов из аустенитаи мартенсита во время выдержки при510-560 оС и превращения обедненногоаустенита в мартенсит при охлаждениидо комнатной температуры.Предлагаемый режим химико-термической обработки легированных сталейобеспечивает получение удовлетворительной мйкроструктуры и требуемых параметров цементованного слоя и сердцевиныВ опытно-производственных условияхпроводят обработку образцов из стали13 х 3 НВМ 2 ф следующего химическогосостава, %;С 0,12Мь 0,4451 0,57Сг 305М 1 1,1% 0,69Мо 1,870,23по,двум режимам - известному и предлагаемому для определения механическихсвойств и структуры,Предлагаемый режим; цементация впечи Ц 60 в газовой среде с ступенчатойподачей пиробензола 2 чсм /ч+3+1 чсмЗ/ч, охлаждение в масле стемпературой 20, 30, 80 С, отпуск притемпературе 200,300,400 С, выдержка2 ч, охлаждение на воздухе, обработкаохолодом при. -50, .-60,. -70 С, 2 чотпуска при 530 С, выдержка 1 ч (3 раза), охлаждение на воздухе,Известный режим: цементация в газовой среде с ступенчатой подачей пиробензола 2 чсмз/ч+1 чсмЗ/ч,оохлаждение в масле с температурой 120 С,отпуск при 530 С, выдержка 1 ч (3 раза), охлаждение на воздухе,Свойства. цементованной на глубину1 мм, стали 13 ХЗНВМ 2 Фв сравнении с известной представлены в таблице.. 998520 32 10 длага,93:1 й 4 1 9 Бесструктурный высокоотпущенный мартенсит и мелко- диспероные карби 1,710 19 о Игольчатывысокоотпущенный марзвес тенсит,мекодиспероные карбиды исветлая" фаза пограницамзерен у способу свх значений. ств т комнат в масло с темпе до +80 С.3. Способ по 35шийся .тем проводят при те - 70 оС. ео Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР184094, кл. С 23 С 9/06, .1962.2. Минкевич А. Н. Химико-термическаобработка металлов и сплавов, М., "Машиностроение, 1965, с. 76-80;3. Авторское свидетельство СССР436894, кл. С 21 3 1/78, 1971. тавитель Р ред Л,Пекар кова ул едактор орректор Е. Рошко Подписно та СССР аз 107 И рыти ая4/5 ППП "Патен , г, Ужгород, ул. Проектная,и П р и м е ч а н и е: По предлагаемоне изменяются в интервале граничнь формула изобретения1, Способ обработки конструкционных сталей, включающий цементацню при 980-1100 С с непосредственной закалкой с этой температуры и многократный отпуск при 510-560 оС, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости в результате повышения ударной вязкости, прочности при изгибе,изгибной выносливости и контактной долговечности, закалку проводят в масло, затем проводят промежуточный отпуск при 200-400 С. и обработку хо л одом.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что проводят закалку Тираж 566И Государственного коми делам изобретений и отк 5, Москва, Ж, Рауш п,1,отличаю что обработку холодом пературе от -50 до