Засіб термообробки

1. Засіб термообробки, що включає нагрів до утворення аустеніту, витримку, попереднє охолодження, що виключає перлітне перетворення, наступне охолодження на повітрі, який відрізняється тим, що попереднє охолодження проводять у воді до температури початку утворення структури бейніту і витримують в інтервалі бейнітного перетворення. 2 Засіб за п. 1, який відрізняється тим, що нагрів до утворення аустеніту проводять в міжкритичному інтервалі температур. 3 Засіб за п 2, який відрізняється тим, що нагрів проводять у аустенітній області 4. Засіб за п, 1, який відрізняється тим, що спочатку нагрів проводять в міжкритичному інтервалі температур, а після цього в аустенітній області. 5. Засіб за п. 1, який відрізняється тим, що витягання в бейнітному інтервалі здійснюють у печі. 6 Засіб за п. 1, який відрізняється тим, що витягання в бейнітному інтервалі здійснюють на повітрі Корисна модель відноситься до металургійного виробництва чорних металів, конкретно до засобів гарту. Відомий засіб термообробки, що включає нагрів до отримання аустеніту, витяг, охолодження у воді до кімнатної температури, та виключає перлитне перетворення [Гуляев А.П. Металловедение. - М.' Металлургия, 1986. - 544с]. Засіб забезпечує високу твердість сталі за рахунок отримання мартенситної або мартенситнокарбідноі' структури Однак, при цьому може відбуватися коробления і тріщиноутворення із-за великих структурних напружень. Для їх часткового або повного усунення проводять відпустку, що вимагає додаткової витрати теплової енергії. Відомий засіб термообробки, який включає нагрів до утворення аустеніту, попереднє охолодження в розплаві солі або лугів, що виключає перлитне перетворення, витримку і наступне охолодження до кімнатної температури [Гуляев А.П Металловедение. - М : Металлургия, 1986, 544с]. Засіб, прийнятий як прототип, дозволяє істотно зменшити короблення, виключити тріщиноутворення І отримати гарне поєднання механічних властивостей Однак, він вимагає застосування розплаву солі, що є небезпечними для обслуговуючого персоналу (викиди при попаданні вологи, шкідливі випаровування). У основі корисної моделі поставлена задача розробки засобу термообробки сплавів, в якім нові умови здійснення дозволяють виключити використання розплаву солей, відвернути короблення, тріщиноутворення і отримати хороше поєднання механічних властивостей. Для рішення поставленої задачі в засобі термообробки, який включає нагрів до температури утворення аустеніту; витримку, попереднє охолодження, що виключає перлитне перетворення, наступне охолодження на повітрі до кімнатної температури, в відповідності з винаходом, попереднє охолодження проводять у воді до початку утворення структури бейніту і витримують в інтервалі бейнітного перетворення При цьому витримку здійснюють або в печі, або на повітрі. Першу застосовують для сталей, що мають вміст вуглецю >0,45%, в яких підвищена стійкість переохолодженого аустеніту до бейнітного перетворення. В цьому випадку необхідна структура бейніту і остаточного аустеніту утворюється при постійній температурі, для чого витримка проводиться у печі. В сталях з меншим, ніж 0,45% вуглецю із порівняно невеликою стійкістю переохолодженого аустеніту до бейнітного перетворення необхідну структуру забезпечує витримка на повітрі У результаті одержують підвищений рівень механічних власти (О 6414 востей. Крім того, нагрів до утворення аустеніту і витримку проводять в міжкритичному (між Аст і Асз), або аустенітному (вище Асз), або спочатку в міжкритичному, а після цього в аустенітному інтервалах температур. Нагрів і витримку у міжкритичному інтервалі (МКІ) температур проводять в тому випадку, коли необхідно забезпечити найбільш високу пластичність Це досягається за рахунок отримання в структурі поряд з бейнітом пластичного фериту і остаточного аустеніту, який також підвищує пластичність. Витримка в МКІ призводить до перерозподілу вуглецю і інших аустеиитоутворюючих елементів (Mn, Ni, N) між а- і у- фазами та збагачуванню ними останньої. У результаті термообробки кількість аустеніту в структурі може складати 20-30%, Нагрів і витримку в аустенітній області проводять, якщо вимагається отримати найбільш високі міцністні характеристики при помірній пластичності. В цьому випадку в структурі присутній ферит, а кількість аустеніту не перевищує 10-15%. Комбінований нагрів в МКІ, а після цього в аустенітну область дозволяє виключити в структурі ферит, який підвищує пластичність, але знижує міцністні характеристики, і зберегти уструктурі підвищену кількість остаточного аустеніту (2530%), що забезпечує підвищену пластичність. У результаті досягається поєднання високих міцністних властивостей та пластичності. Запропонований засіб термообробки може застосовуватися для широкого кола сталей. Іспити запропонованого засобу проведені в лабораторії кафедри "Матеріалознавства" ПДТУ. Приклад 1 Зразки з сталі 60С2 були нагріті до утворення аустеніту в МКІ на 780°С, витримані ЗОхвил., потім охолодженні у воді, до початку утворення структури бейніту (350°С), поміщені у піч і витримані ЗОхвип., після чого охолоджені на повітрі до кімнатної температури. Структура являла собою 60% нижнього бейніту, 15% фериту І 25% остаточного аустеніту. У результаті отримані наступні механічні властивості: оа.2=820МПа, ав=Ю90МПа, 6=28%, Комп'ютерна верстка В. Мацело 4 KCU=1 ,ЗМДж/мг Після термообробки було відсутнє коробления І тріщиноутворення Приклад 2 Зразки з сталі 60С2 були нагріті до утворення аустеніту (вище Асз) до 870°С, витримані 20хвил., потім охолодженні охолоджені у воді до початку утворення бейніту (350°С). Структура складалася з 87% нижнього бейніту і 13% остаточного аустеніту. Отримані наступні механічні властивості: о0,2=1020МПа, ов=1380МПа, 6=10,5%, КСи=0,78МДж/м2 Після термообробки було відсутнє коробления і тріщи ноутворення. Приклад З Зразки з сталі 60С2 були нагріті в МК! на 780°С, витримані ЗОхвил., після цього нагріті в аустенітну область на 900°С, витримані Зхвил., охолоджені у воді до початку утворення структури бейніту, поміщені в піч і витримані ЗОхвил., після чого охолоджені на повітрі до кімнатної' температури Структура складалася з 76% нижнього бейніту і 24% остаточного аустеніту. Були отримані наступні механічні властивості: оо,г=990МПа, ов=1350МПа, 5=23%, КСи=1,1МДж/м2 Після термообробки було відсутнє короблення і тріщиноутворення. Приклад 4 Сталь ЗОХГСА нагріта спочатку в МКИ на 780°С, витримана ЗОхвил., нагріта до 920°С і після витягу Зхвил , охолоджена у воді до початку утворення структури бейніту (400°С), а після цього витримана на повітрі Структура складалася з 82% нижнього бейніту і 18 % остаточного аустеніту. Після означеної термообробки отримані наступні механічні властивості: ао,2-79ОМПа, ов=1Ю0МПа, 5=16%, КСи=0,85МДж/м2. Після термообробки, як і в попередніх випадках, було відсутнє короблення і трі ціноутворення. З наведених даних слідує, що запропонований засіб термообробки дозволяє отримати хороші механічні властивості, відвертає короблення, тріщиноутворення, та виключає застосування неекологічних охолоджуючих серед. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м, Київ-42, 01601