Способ термической обработки заготовки

 

Изобретение относится к области термической обработки стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении прутков. Цель изобретения - улучшение качества путем регулирования структуры и механических свойств по сечению заготовки. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют нагрев по сечению заготовки одновременно с охлаждением его поверхности и продолжают ускоренное охлаждение после прекращения нагрева, выдерживая в течении всего процесса обработки до температуры поверхностных слоев ниже температуры полиморфных превращений. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 21 D 1 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССОР

21 ) 4338631/31-02

22) 04.12,87 (46) 30.10.89. Бюл. М 40 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) А.В.Чус, В.Г,Чупейдо и Н.Я.Заспенко (53) 621.785.79 (088 ° 8), (56) Полевой С,И., Евдокимов В.Д.

Упрочнение металлов, М,: Машиностроение, 1986, с. 13-26, рис. 4.

Патент GIIA N 4592788, кл. С 21 D 7/10, опублик. 1986. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТМ ЗАГОТОВКИ

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии прн изготовлении прутков.

Цель изобретения — улучшение качества путем регулирования структуры и механических свойств по сечению заготовки

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу термической обработки, включающему нагрев заготовки выше температуры начала полкморфнах превращений и ускоренное охлаждение ее поверхности, поверхность охлаждают одновременно с ее нагревом по сечению и продолжают охлаждение после прекращения нагрева, выдерживая в течение всего процесса обработки температуру поверхностных слоев ниже температуры начала полиморфных превращений, SU„, 151 А1

2 (57) Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии tlpH изготовлении прутков. Цель изобретения — улучшение качества путем регулирования структуры и механических свойств по сечению заготовки. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют нагрев по сечению заготовки одновременно с охлаждением

его поверхности и продолжают ускоренное охлаждение после прекращения нагрев,i, выдерживая в течение всего процесса обработки до температуры поверхностных слоев ниже температуры полиморфных превращений, 6 ил.

Процесс термообработки включает р два этапа: нагрев-охлаждение и последу0щее охлаждение при прекращении нагрева, На первом этапе при проведе- р нив нагрева-охлаждения происходит нагрев по сечению заготовки к ее поверхностное охлаждение. Нагрев проводят до разогрева серцевинных слоев з аготовки выше температуры начала полимор- 4 фных превращений, при этом охлаждение осуществляют таким образом, чтобы поверхностный слой не разогрелся выше температуры начала полкморфных превращений. При проведении первого этапа термообработки структура поверхностных слоев остается без изменений, а глубинЬ ные слои претерпевают полиморфные превращения, при этом в поверхностных слоях наводится большой температурный градиент, зависящий от соотношения скоростей нагрева и охлаждения тепловой массив15 18391 ности и свойств материала, На втором этапе при прекращении нагрева и продолжении его ускоренного охлаждения происходит з акалка глубинных слоев, при этом структура поверхностных слоев не претерпевает структурных превращений, Таким образ ом, предлагаемый способ поз воля ет получать иэделия с высокими прочностными свойствами внутренних слоев при сохранении пластических свойств поверхностных слоев, Размеры неэакаленной и закаленной эон зависят от величины температурного градиента, возникающего при проведении первого этапа термообработки, соотношения скоростей охлаждения поверхностных и глубинных слоев заготовки и критической скорости охлаждения, Если обеспечивают скорость ох- 20 лаждения сердцевины больше критической скорости охлаждения, то получают иэделие, закаленное по всему сечению, за исключением поверхностных слоев.

Если скорость охлаждения сердцевины я5 меньше критической скорости охлаждения, то получают изделие, закаленное в промежуточном слое при сохранении исходной структуры в поверхностных и сердцевинных слоях, 30

На фиг. 1 и 4 показаны распределения температуры по сечению цилиндрической заготовки радиусом B из доэвтектоидной стали при проведении ее нагрева-охлаждения; на фиг. 2 и 5 распределение скоростей охлаждения по сечению цилиндрической заготовки при проведении ее ускоренного охлаждения и отношение скоростей охлаждения поверхности заготовки (V ), ее сердце-4О вины (Чс) и критической скорости охлаждения (V „ ); на фиг . 3 и 6 — распределение твердости по сечению заготовок, получаемой после проведения термообработки.

При проведении нагрева-охлаждения заготовки температура поверхностных слоев поддерживается ниже точки А® ° в этих слоях структура стали не претерпевает фазовых превращений и сохраняется исходный уровень механических свойств. При проведении последующего охлаждения заготовки происходит закалка ее внутренних слоев. Если

V 7 Ч р, происходит сквозная закалс ка внутренних слоев, в этом случае твердость заготовки от поверхности к центру возрастает (фиг. 3). Если

Ч с Ч„, происходит мартенситное превращение в промежуточном слое изделия(зона II!на фиг. 6), а в серцевинных слоях аустенит распадается с образованием феррито-цементитной смеси (зона 1У на фиг, 6), в этом случае распределение твердости заготовки по сечению имеет вид выпуклой кривой с максимумом в промежуточном слое. Изменяя соотношение скоростей нагрева и охлажде ыя и критической скорости, возможно изменять размеры закаленных и незакаленных участков внутри заготовки и таким образом изменять характер распределения механических свойств по его сечению, При проведении внутренней закалки может быть использован электроконтактный или индукционный нагрев изделий, в качестве охладителя используются жидкие или газообразные эакалочные среды, Пример, Стальной пруток диаметром 15 мм нагревают электроконтактным способом в течение 1О с мощностью

40 кВт и одновременно охлаждают поверхность 15Х-ным водным раствором

NaC1 со скоростью 1800 С/с. После отключения нагрева пруток охлаждают до комнатной температуры со скоростью

900 С/с, В результате обработки структура и свойства поверхностного слоя глубиной 2,5 мм остаются неизменными, а сердцевина прутка приобретает мартен ситную структуру и высокие прочностные свойства, Экономический эффект от применения способа термообработки складывается из замены биметаллических прутков иа сталей 10Х1К-08Х18Н10Т термообработанные прутки иэ углеродистой стали. Формула изобретения

Способ термической обработки заготовки, преимущественно из стали, включающий нагрев материала заготовки по сечению до температуры вьппе температуры начала полиморфных превращений и ускоренное охлаждение поверхности, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества путем регулирования структуры и механических свойств по сечению заготовки, нагрев и охлаждение осуществляют одновременно, причем охлаждение продолжают после окончания нагрева, при этом в про-, цессе нагрева и охлаждения температуру поверхностных слоев поддерживают ниже температуры начала полиморфных превращений, 1518391

"c>

4 1

О р

4 ф

V нес

Фив. 5

1518391

Составитель А. Кулемин

Техред Л.Сердакова

Редактор М,Петрова

Корректор Л,Патай

Заказ 6570/32 .Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

В еа о у ф

Ф

ЯЯ