Спосіб термообробки сталі

1 Спосіб термообробки сталі, що включає швидкісне нагрівання сталі до температури аустенітної зони, короткочасне витримування, охолодження для одержання мартенситу або нижньо го бейніту, який відрізняється тим, що перед швидкісним нагріванням додатково проводять нормалізацію або гартування, нагрівання і витримування у субкритичному (СК) або^а міжкритичному (МК) інтервалах температур 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що витримування здійснюють переходами із одного інтервалу в другий за схемами МК -> СК -> МК чиСК -» МК -» СК Винахід стосується металурги, а саме, способів термообробки сталі Відомим Є спосіб термообробки сталі, що включає нагрівання в аустенітну зону температур, витримування для вирівнювання ХІМІЧНОГО складу аустеніту, подальше охолодження, яке забезпечує загартування на мартенсит або нижній бейніт (ізотермічне гартування), низькотемпературне відпускання (Шмыков А А Справочник термиста -М Машгиз, 1961 -391с) Такий спосіб термообробки, який забезпечує високу твердість, не дозволяє одержати найбільшу ударно-абразивну зносотривкість Причиною цього є підвищена крихкість структурних складових Відомий також спосіб термообробки сталі, що включає нагрівання у міжкритичний інтервал (а+у) температур, витримування ньому і охолодження, в результаті чого одержують в структурі поруч з феритом 20 - 25% мартенситу (Гольдштейн М И , Грачев С В , Векслер Ю Г Специальные стали М МИСИС, 1999 -408с) Вказаний спосіб теж не забезпечує високої ударно-абразивної зносотривкості, тому що ферит, який є основою структури, має малий опір при дії абразивних часток Відомий спосіб термообробки з використанням швидкісного, у т ч пічного нагрівання в аустенітну зону (Фомин ГТ Ускоренный нагрев стальных изделий под закалку в нагревательных печах // Сборник научных трудов ЖдМИ -Харьков, 1957, вип 4, - с 169 - 194) короткочасне витримування, охолодження для одержання мартенситу або ниж нього бейніту, прийнятий за прототип Вказаний спосіб забезпечує більш високу зносотривкість, ніж попередній, адже й він не дозволяє одержати найбільший опір ударноабразивному зношенню, тому що і в цьому випадку утворюється мартенсит, котрий має високу твердість та підвищену крихкість В основу винаходу поставлена задача, розробити спосіб термообробки сталі, в якому введення додаткової операції та зміна умов їх здійснення дозволяють збільшити ударно-абразивну зносотривкість Для вирішення поставленої задачі у способі обробки сталі, що включає ШВИДКІСНІ нагрівання в аустенітну зону, короткочасне витримування та охолодження, щоб отримати мартенсит або нижній бейніт, згідно з винаходом, перед швидкісним нагріванням додатково проводять нормалізацію або гартування, нагрівання і витримування у субкритичному (СК) або(та) міжкритичному інтервалах температур До того ж витримування здійснюють переходами із одного в другий за схемами М К ^ С К ^ М К чи С К ^ М К ^ С К В основі запропонованого способу - принцип перерозподілу вуглецю (азоту) і легуючих елементів поміж феритом, аустенітом і карбідами, який реалізується при нагріванні і витримуванні в СК і МК інтервалах температур При подальшому швидкісному нагріванні в аустенітну зону і короткочасному витримуванні зберігаються дрібнозернистість, неоднорідність аустеніту та нерозчинена частка карбідів В результаті після гартування 00 со Ю 51138 струїсгура сталі складається з великої КІЛЬКОСТІ дисперсного рейкового мало вуглецевого мартенситу або нижнього бейніту (ізотермічтне гартування), залишкового аустеніту (до 25%) і карбідів Залишковий аустеніт при ударно-абразивній дії перетворюється в мартенсит, що підвищує енергоємність матеріалу та його опір руйнуванню Сукупність вищенаведених дій дозволяє отримати високий рівень ударно-абразивної зносотривкості, який не можна досягнути відомими способами Для кожної марки сталі у ВІДПОВІДНОСТІ ДО конкретних умов ударно-абразивної дії підбирається оптимальний режим термообробки В лабораторії кафедри матеріалознавства Приазовського державного технічного університету була випробувана ударно-абразивна зносотривкість сталей ЗОХГСА, 35ХМФЛ і 6ХС Спосіб реалізують так Спочатку сталь піддають нормалізації або гартуванню за типовим для неї режимом Потім нагрівають у субкритичний або міжкритичний інтервали температур і витримують певний для кожної сталі час Щоб обробка була ефективнішою, слід чергувати переходи із одного інтервалу в другий, повторюючи їх, якщо потрібно, декілька разів Далі проводять швидкісне нагрівання в аустенітну зонуз короткочасним витримуванням в ній та гартують на мартенсит або нижній бейніт (ізотермічне гартування) Приклад 1 Сталь ЗОХГСА була термооброблена за запропонованим режимом нормалізація від 900°С, нагрівання на 780°С у міжкритичний інтервал, витримування 1г, подальше швидкісне пічне нагрівання на 1050°С, витримування 2хв , охолодження в маслі, відпуск 200°С тривалістю 1г В результаті відносна ударно-абразивна зносотривкість (щодо відпаленої сталі 45) збільшилася з 2,9 після гартування від 1050°С (витримування 2хв) в масло та відпуску 200°С, 1г, до 3,7 Приклад 2 Сталь 35ХМФЛ була термооброблена за запропонованим режимом гартування від 870°С, нагрівання на 670°С у субкритичний інтервал температур, витримування 1г, подальше швидкісне нагрівання на 1050°С, витримування 2хв , охолодження в маслі, відпуск 200°С, 1г В результаті її відносна ударно-абразивна зносотривкість збільшилася з 2,5 (після гартування від 1050°С в маслі, відпуску при 200°С, 1г) до 3,1 Більше підвищення зносотривкості (до 3,4) отримано тоді, коли після попереднього гартування від 870°С було проведено нагрівання до 770°С у міжкритичний інтервал температур При проведенні циклічної термообробки за схемою МК—>СК—>МК після гартування з 870°С до 770°С витримування 15хв, охолодження до 670°С, витримування 15хв, нагрівання до 770°С, витримування 15 хв та подальшої термообробки, така ж, як у попередніх прикладах, отримано найбільший рівень відносної ударно-абразивної зносотривкості - 3,8 Высока зносотривкість (3,6) отримана також при реалізації схеми СК—>МК—>СК нагрівання після гартування з 870°С до 670°С, витримування 15хв, нагрівання до 770°С, витримування 15хв , охолодження до 670°С, витримування 15хв Подальша термообробка така ж, як й у всіх ви ще розглянутих випадках Приклад З Сталь 6ХС була термооброблена за запропонованим режимом нормалізація 870°С, нагрівання на 760°С у міжкритичний інтервал температур, витримування 1г, нагрівання на 950°С, витримування 2хв, гартування у селітровій ванні при 350°С, витримування 1г В результаті їх відносна зносотривкість збільшилася з 2,3 (після ізотермічного гартування від 950°С, витримування Зхв , у ванну з температурою 350°С, витримування 1г) до 3,5 Наведені приклади показують, що запропонораний спосіб термообробки у всіх випадках підвищує ударно-абразивну зносотривкість ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71