Спосіб термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей

Реферат: Спосіб термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей включає гартування з міжкритичного інтервалу температур і високий відпуск. Нагрівання під гартування здійснюють до температури Ас3 - (20-40 °C), а після охолодження, проводять високий відпуск при температурі на 50-70 °C нижче, ніж при типовому режимі термообробки (550-650 °C). UA 114657 U (54) СПОСІБ ТЕРМООБРОБКИ СЕРЕДНЬОВУГЛЕЦЕВИХ НИЗЬКОЛЕГОВАНИХ СТАЛЕЙ UA 114657 U UA 114657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії чорних металів, а саме до способів термічної обробки середньовуглецевих низьколегованих сталей. Відомий спосіб термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей, що включає нормалізацію з нагріванням до температури Ас 3 + (30-50 °C) і наступним охолодженням на повітрі. Такий спосіб термообробки забезпечує подрібнення зерна гарячедеформованих і литих середньовуглецевих низьколегованих сталей і їх хорошу оброблюваність різанням, підвищену пластичність і ударну в'язкість, але властивості міцності при цьому невеликі (0,2  500 МПа, в  800 МПа) (Гуляев А.П. Металоведение / А.П. Гуляев.- М.: Металлургия, 1986. - 544 с.). Відомий спосіб термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей, що включає гартування з температури Ас3 + (30-50 °C) і подальший високий відпуск, в температурному інтервалі 550-650 °C в залежності від хімічного складу і необхідних механічних властивостей. (Гуляев А.П. Металоведение / А.П. Гуляев.- М.: Металлургия, 1986. - 544 с.). Такий спосіб термообробки дає можливість отримати найбільш сприятливе поєднання механічних властивостей. Однак він вимагає значних енерговитрат при проведенні нагрівання під гартування і високий відпуск. Відомий спосіб термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей (прийнятий за найближчий аналог), що знижує енерговитрати на нагрівання під гартування, оскільки він проводиться з міжкритичного інтервалу температур (МКІТ). Однак, температура відпуску така ж, як при звичайному поліпшенні (Малінов Л.С. Вплив гартування з міжкритичного інтервалу температур (МКІТ) і подальшого високого відпустку на структуру і властивості сталей 40ХН і 40ХН2МА / Л.С. Малінов, Д.В. Бурова // Вістник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. Вип. 26. - 2013. - С. 93-99). Даний спосіб не зменшує енерговитрати на проведення відпуску. Він знижує властивості міцності в порівнянні з термообробкою за типовим режимом, але забезпечує більш високу пластичність і ударну в'язкість. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей, в якому нові умови проведення термообробки дозволять отримати такий же або більш високий рівень механічних властивостей, як після термообробки по типовому режиму, при скороченні енерговитрат при нагріванні під гартування і відпуск. Поставлена задача вирішується тим, що в способі термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей, який включає гартування з міжкритичного інтервалу температур і високий відпуск, відповідно до корисної моделі, нагрів під гартування здійснюють до температури Ас3 - (20-40 °C), а після охолодження проводять високий відпуск при температурі на 50-70 °C нижче, ніж при типовому режимі термообробки (550-650 °C). Більш низька температура нагрівання під гартування з МКІТ, ніж Ас 3 - 40 °C, викликає зменшення кількості мартенситу в структурі після термообробки, що не дозволяє отримати після відпуску необхідні характеристики міцності властивості. Нагрівання вище ніж Ас 3 - 20 °C, навпаки, збільшує кількість мартенситу в структурі більш ніж 90 %, що підвищує характеристики міцності, але знижує пластичність і ударну в'язкість. Зниження температури відпуску в порівнянні з типовою менш ніж на 50 °C, і більш ніж на 70 °C, не дозволяє отримати необхідний рівень механічних властивостей. Дослідження запропонованого способу термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей проведено на кафедрі "Матеріалознавство" ДВНЗ "Приазовський державний технічний університет". Визначення механічних властивостей на розтягнення виконано згідно з ГОСТ 1497-84, ударної в'язкості згідно з ГОСТ 9457-78. Приклад 1 Сталь 38ХС після типової термообробки, що включає гартування з 900 °C в масло і відпуск при 600 °C має наступні механічні властивості: 0,2=780 МПа, в=960 МПа, =12 %, =50 %, 2 KCU=0,7 МДж/м . Після термообробки відповідно до найближчого аналога, що включає гартування з МКІТ з температури 795 °C (Ас3 - 20 °C) і відпуск при тій же температурі, що і при типовій термообробці (600 °C), отримані наступні механічні властивості в цій сталі: 0,2=760 МПа, в=930 МПа, =14 %, 2 =58 %, KСU=0,90 МДж/м . Після запропонованого способу термообробки, що включає гартування з МКІТ з температури 795 °C і відпуск при 550 °C (600 °C - 50 °C), отримані наступні механічні 2 властивості: 0,2=790 МПа, в=970 МПа, =13 %, =58 %, KCU=0,9 МДж/м . Приклад 2 1 UA 114657 U 5 10 15 20 25 30 Сталь 30ХГСА після типової термообробки, що включає гартування з 880 °C в масло і відпуск при 540 °C, має наступні механічні властивості: 0,2=880 МПа, в=990 МПа, =12 %, 2 =53 %, KCU=1,0 МДж/м . Після термообробки відповідно до найближчого аналога, що включає гартування з МКІТ з 790 °C (Ас3 - 40 °C) і відпуск при тій же температурі, що і при типовій термообробці (550 °C), отримані наступні механічні властивості: 0,2=860 МПа, в=950 МПа, =13 %, =60 %, KCU=1,2 2 МДж/м . Механічні властивості сталі 30ХГСА після запропонованого способу термообробки з 790 °C (Ас3 - 40 °C) і відпуску при 500 °C (550 °C - 50 °C) такі: 0,2=880 МПа, в=990 МПа, =13 %, 2 =57 %, KCU=1,0 МДж/м . Приклад 3 Сталь 40Х після типової термообробки, що включає гартування з 850 °C в масло і відпуск при 550 °C, має наступні механічні властивості: 0,2=842 МПа, в=954 МПа, =12 %, =58 %, 2 KCU=1,2 МДж/м . Після термообробки відповідно до найближчого аналога, що включає гартування з МКІТ з 795 °C (Ас3 - 20 °C) і відпуск при 550 °C механічні властивості складають: 0,2=837 МПа, в=920 2 МПа, =13 %, =62 %, KCU=1,3 МДж/м . Термообробка за запропонованим способом включає гартування з температури 795 °C (Ас3 - 20 °C) і відпуск при 480 °C (550 °C - 70 °C) механічні властивості складають: 0,2=860 МПа, 2 в=975 МПа, =13 %, =60 %, KCU=1,2 МДж/м . Наведені приклади показують корисність запропонованої корисної моделі, оскільки отримання необхідних механічних властивостей після поліпшення досягається за рахунок зниження температур нагрівання під гартування і відпуск, що забезпечує енергозбереження. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб термообробки середньовуглецевих низьколегованих сталей, який включає гартування з міжкритичного інтервалу температур і високий відпуск, який відрізняється тим, що нагрівання під гартування здійснюють до температури Ас 3 - (20-40 °C), а після охолодження, проводять високий відпуск при температурі на 50-70 °C нижче, ніж при типовому режимі термообробки (550-650 °C). Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2