Способ термической обработки высоколегированных сталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХиииииииииииииииРЕСПУБЛИК ае ап А Всю .С 21 Р. 1/78 ГОСУДАРСТВЕКНЙЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ И И ОТКР Й: АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОЮ ии.-.и иио,лючии 1 дтвльств РАБОТпреимувклюдо тем. каяталей 977,Ф 4(71) УКраинский научно-исследовский институт специальных сталесплавов и Ферросплавов(54)(57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБ КИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАДЕЙ, щественно среднеуглеродистых, чающий двухступенчатый нагрев пературы солидуса легкоплавких участков, подстузивание до температуры деформации и деформацию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения технологической пластичности сталей и повышения атель .эксплуатационных свойств изделий из й, них за счет измельчения избыточных карбидов, деформацию ведут в интервале температур: температура солидуса минус 40 фС - температура начала выделения .избыточных карбидов плюс гочс.11266 Изобретение относится к высокотемпературной термической обработкесталей и сплавов и может быть реализовано при производстве сталей, содержащих в своей структуре избыточные 5карбиды.Известен способ обработки металлов давлением, предусматривающийнагрев слитков или заготовок в области твердого раствора (у+карбиды) ни- Оже температуры солидуса, преимущественно до 1140-1220 С 13,При такой обработке крупные избыточные карбиды, образующиеся прикристаллизации слитка вследствие ликвации углерода и легирующих элементов, сохраняются на всех этапах производства сталей и изделий из них,.что оказывает отрицательное влияниеМВна технологическую пластичность и 20эксплуатационные свойства сталей,Повышение температуры нагрева подпрокатку для растворения ликвационных избыточных карбидов приводитк оплавлению границ зерен, перегреву 25и пережогу металла.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки металла, включающий ЗОнагрев до температуры ниже среднейтемпературы солидуса легкоплавкихучастков, выдержку, нагрев до средней температуры солидуса сплава, выдержку, подстуживание до уровня тем- З 5пературы первых ступеней деформации,деформацию 23,Способ направлен на обеспечениеоднородности и стабилизации структуры металла, однако он не обеспечива Оет технологической пластичности и высоких эксплуатационных свойств изделий, изготовленных из этого металла.Цель изобретения - улучшение технологической пластичности сталей и3повышение эксплуатационных свойств.изделий из них за счет измельченияизбыточных карбидов,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу термическойобработки высоколегированных сталей,преимущественно среднеуглеродистых,включающему двухступенчатый нагревдо температуры солидуса легкоплавких участков, подстуживание .до темпе 1ратуры деформации и деформацию, деформацию ведут в.интервале температур: температура солидуса минус 40 оС -температура Начала вьдбления избыточ 15 1ных карбидов плюс 20 С,Сущность способа состоит в следующем.Двухступенчатый нагрев слитков или.заготовки проводят в области в интервале между температурой растворенияизбыточных карбидов и средней температурой солидуса легкоплавких участков с последовательными выдержкамив течение 0,25-1,0 ч. Первую ступеньосуществляют при температурах растворения избыточных карбидов, Одновременно при этих. температурах происходит диффузионное рассасывание легкоплавких участков, что позволяет реализовать вторую ступень нагрева. Выдержка на первой ступени в течение0,25 ч достаточна для прогрева металла и растворения мелкодисперсных карбидов. Вторую ступень производят притемпературах среднего солидуса. Выдержка при этих температурах в течение 1,0 ч достаточна для полногорастворения избыточных карбидов, выравнивания химичеекой и структурнойнеоднородности по сечению слиткаили заготовки, предотвращает оплавление легкоплавких участков, в ре зультате чего получают однородныйу-твердый раствор. Выдержка более1,0 ч нежелательна, так как наиболееэффективное выравнивание химсоставапри средних температурах солидусапроисходит в начальный период нагрева. Нагрев выше средней температурысолидуса приводит к явлению перегрева и оплавлению металла.Деформацию (прокатку) осуществляютпосле подстуживания в интервале температур (Т -40 С) (Т+20 С)где Тс - температура солидуса,Т - температура выделения избы"точных карбидов.В указанном интервале достигаетсявысокая технологическая пластичностьи подавляется выделение крупных избыточных карбидов. Деформация при температурах выше этого интервала приво.дит к потере пластичности при деформации, образованию рванин и трещин,ниже этого интервала - к появлениюкрупных избыточных карбидов с максимальным размером 25 мкм. Предлагаемый интервал деформаций отличаетсяот традиционно принятого в производстве, когда первые ступени деформацииосуществляют при температурах 116 б 1180 С, соответствующих выделениюоизбыточных карбидов.Таблица 1,Температура начала деформации после ступенчатого нагрева, фС Температура концадеформации, ОС Технологи- . ческая пласСпособ обработки тичность,наличиерванин фактическая Фактичес"кая по отношениюк солидусу(Т,) по отно ению темпе атуре ыделеия кар идов Тк) Тс - 20 1300 1280 Т+60 Неуд., рванины . Т+40 Удовлет. Предложенный Тс -40Т -60СТ -80СТ -100 1280 1260 1240 1260 Т+20 1240 1220 Т 1220 Т -20 Тк1200 1180 Прототип 1160 П р и м е ч а н и е. Режим предложенного ступенчатого нагрева:ступень - 1220 С и выдержка 1 ч;П ступень - 1300 С и выдержка 1 ч, подстуживаниедо температуры начала прокатки, выдержка притемпературе начала прокатки 0,5 часа. 3 11266П р и м е р. Предложенный способ и способ-прототип опробованы на слит- ках, заготовках и подкате (полоса 3 мм) стали 65 Х 13 и 60 ХН 2 МФСР. Область у-твердого раствора по диаграмме состояния для стали 65 Х 13 лежит между температурами 1300 и 1220 С (температура выделения избыточныхкарбидов), Фактические температуры (с учетом ликвации) могут несколько 10 отличаться.Для стали 60 ХН 2 МФСР температуры солидуса и выпадения карбидов составляют соответственно 1320 и 1200 С.В табл. 1 приведены данные по тех нологической пластичности при деформации (прокатке) стали 65 Х 13, нагретой по ступенчатому режиму; в табл.2 результаты обработки стали 65 Х 13 по предлагаемому способу и прототипу.Предлагаемые ступенчатые режимы, предусматривающие деформацию (ковку, прокатку) в интервале температур меж. ду температурой солидуса и температурой выделения избыточных карбидов, 25 15 4характеризуются однородной структурой аустенита, отсутствием избыточныхкарбидов, рванин и удовлетворительнойтехнологической пластичностью. Такимобразом, предлагаемый способ с исполь.зованием выдержки и. деформации в интервале температур солидуса - выделения карбидов обеспечивает устранениев структуре крупных избыточных карбидов, позволяет получить хорошуютехнологическую пластичность и про"гнозировать высокие стойкостные иэксплуатационные свойства изделий.Поскольку, лезвия из стали 65 Х 13 работают в условиях высоких удельныхсжимающих и изгибающих .нагрузок, карбиды выкрашиваются в процессе изготовления и эксплуатации лезвий,. резкоснижают режущие свойства острия, приводят к низкой долговечности бритвен-.ных лезвий. Ожидаемый годовой экономическийэффект при годовом производстве1000 т составит около 170 тыс. руб.Характеристика технологии тупени нагрева и охлажКоличество П Т,фС время,ч,фС время,ч в поле зрения на пло щади 1 смф пособ- . 1180 1 1280 1 1160 0,5 1160 Удовлет. 21 рототип (нет рванин) Предложенный способ122 1 1300 1 1240 0,5 124 влет, Не обнаружено 51260, О, 5 1260 280 и м е ч а. н и е. Для стали 60 ХН 2 МФСР температуры солидуса и вы деления карбидов составляют соответственно 1320 и 1200 С,Составитель И.Липгартедактор Т.Веселова Техред М.Кузьма Корректор А.Ильи Заказ 8643/ Подписноео комитета СССРений и открытийская наб., д. 4/5щ 13035 Патент.Ужгород, ул.Проектная,Т ЪС время уч Тираж 539 НИИПИ Государственн по делам изобр осква, Ж, Ра