Способ деформационно-термической обработки мартенситностареющих сталей с двухфазной @ + @ -структурой

 

Изобретение относится к металлургии , и монет быть использовано для изготовления деталей упругих чувствительных элементов точных приборов . Целью изобретения является повышение комплекса упругих и термоупругих (элинварных) свойств и уменьшение их зависимости от температуры старения . Способ включает закалку, обработку холодом при температуре не выше -)0°С в течение 0,5-2,0 ч предварительное старение при 550-625°С в течение 1-5 ч, холодную пластическую деформацию, окончательное старение при 550-6.5°С в течение 1-5 ч. Деформацию осуществляют со степенью тия . Полученный высокий комплекс упругих и элинварных свойств и их стабильность в широком интервале температур приводит к повышению точности , чувствительности и эксплуатационной наде чности приборов. 1 табл. с « /)

СОЮЗ ИЖЕТСКИХ

СОПИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 2 ! 6/ 1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ УДАРСТЕЕННЫЙ КОМИТЕТ (10 И306РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (21) 475г284/02 (?2) 17.10.89 (46) 15.01.92. Бюл. (2 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина и Научно-исследовательский институт прикладной механики (72 ) M. Д. П - ркас, B. В . Русаненко, Е.М. Струг, П.l0. Панин, В. И, Сцепура и А.А. Афанасьева (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

Я.М. Потак. Высокопрочные стали, М., Металлургия, 1972, с. 128.

Авторское свидетельство СССР

h" 340709, кл. С ?1 О 6/00, 197?.. (54) СПОСОБ ДЕаОРНАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮ4! ИХ СТАЛЕЙ С ДВУХФАЗНОЙ (ь + $ )-СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к металлургии, конкретно к способа деформационно- терииче ской обработ ки ма рте н ситностареющих с-,алей <.. двухфазной (0(+ )! ) -структурой, использующихся ллем изготовления деталей упругих чувствительных элементов (УЧЭ) точных приборов.

Цель изобретения - повышение комплекса упругих и термоупругих свойств и уменьшение их зависимости от тсмпературы старения.

Пример. Деформационно-термическая обработка мартенситностареющей стали Н21К9М5Т проводитс.я по

„„SU„„17053 А 1

2 (57) Изобретение относится к металлургии, и может быть использовано для изготовления деталей упругих чувствительных элементов точных приборов. Целью изобретения являстся повышение комплекса упругих и термоупругих (элинварных) свойств и уменьшение их зависимости от температуры старения. Способ включает закалку, обработку холодом при температуре не выше -40"С в течение 0,5-2,0 ч предварительное старение при 550-6?5 С в течение 1-5 ч, холодную пластическую деформацию, окончательное старение при 550-6?5ОС в течение 1-5 ч. Деформацию осуществляют со степенью обжатия 25-503. Полученный вь<сокий комплекс упругих и элинварнь х свойств и их стабильность в широком интервале температур приводит к повышению точности, чувствительност 1 и эксплуатационной надежности приборов. 1 табл.

<<

1-л следующим режимам: закалка от температуры 9504!О C 1 ч в воде; обработка иоподом при -(4<<-< 96< С, <<,9-2, Р и, старение при 550-625 Ñ, 1,0-5,0 ч; холодная деформация со степенью 2550Й и повторное старение при 55(!

6?5 С, 1,0-5,0 ч.

Точность поддержани< температуры при термообработке tl", С.

На термообработанных таким образом образцах измеряли температурнь<й коэффициент частоть< (ТКЧ) в диапаз«-не температур (-40, — (+6(!" С. То «<г<ст . измерения Ti:ц составляет 41, i

1705368

° 10 1/ С. Также измеряли предел упругости (00 5 с точность< Ф10 Н/мм

В результате такой обработки структура стали состоит из состаренного (упроч енного) мартенсита и высокод спс рсных кристаллов стабилизированного обогащенного никелем Ферроиагнитн.. о аустенита. Получечие низкого ТКЧ (высокой элинварности) обеспечивается 10 наличием стабилизированного ферромагнитного аустенита, образовавшегося после старения и обогащенного никелем (32-341) . Предложенный способ исполь.—

3уе т ся пре имуще с твенно для обработки ма рте нси тноста реющих сталей, содержащих 19-244 никеля и имеющих остаточный зустенит после закалки.

Проведение указанных технических приемов и их режимов обусловлено сле- 20 дующим. Обработка холодом проводится для перевода остаточного аустенита (который имеется после закалки) в мартенсит. Наличие остаточного парамагнитного аустенита не способствует полу чению низкого ТКЧ. При этом состав, свойств и влияние на ТКЧ остаточного (после закалки) и стабилизированного (после старения) аустенита различны . Обработка при температуре выше

-40 С и времени менее 0,5 ч не обеспечивает полного превращения аустенита в в мартенсит. Охлаждение при температурах ниже -40 С можно проводить без ограничения (например, при температуре жидкого азота. - 196 С). Выдержка более 7,0 ч не приводит к дополнительному превращению аустенита в мартенсит и экономически нецелесообразна.

Предварительное старение при 550625 С, 1,0-5,0 ч после обработки холодом проводит ся для полу че н ия двухФазной (М + II ) -структуры, содержащей 40-50< стабилизированного ферро- 45 магнитного аустенита. Последующая обработка такой структуры (деформация и дополнительное старение) обеспечивает достижение высокого комплекса упругих и термоупругих (элинварных) 50 от температуры старения. После ста рения при температурах ниже 550 и выше 625 С образуется менее 404 стабилизированного аустенита, что не позволяет получить высокие элинварные >> свойства. Выдержка менее 1,0 ч и более 5,0 ч приводит к образованию недостаточного количества стабилизированного аустенита.

Холодн а я де Фо рма ц и я дву хфа зно и (M + () -структуры (аустенит + мартенсит) со степенью 25-504 используется для получения BblcoKQI предела упругости стали. ДеФпрмация со степенью обжатия менее 25> не приводит к повышен ию у пру гих свой ст в. Увели че н ие степени деФормации двухФазной структуры более 5 4 не приводит к дополниI тельному повышению упругих свойства.

Проведение повторного старения в интервале температур 550-625 С обеспечивает получение высокого комплекса упругих и элинварных свойств и их стабильности в широком интервале температур. Старение при температурах ниже 550 и выше 625 C не способствует повышению элинварных свойств. Выдержка менее 1,0 и более 5,0 ч не оказывает влияния на повышение стабильности упругих и элинварных свойств.

Результаты измерений упругих и элинварных свойств приведены в таблицегс

Свойства стали М21К9М5Т после обработки по предлагаемому и известному способам.

Для сравнения с таблицей приведены данные после обработки способу-прототипу: закалка от 91И1ОС; обработка холодом при -196 C, 1 ч; старение при

600 С, 1 ч + старение при 550 С, 14 (525C, 1ч)

Как видно из приведенных данных, после обработки по предлагаемому способу (11 1-5) образцы имеют высокий комплекс упругих и элинварных свойств: предел упругости (14701680) Н/мм2, ТКЧ (-10)-(+7) ° 10 1/ С

Обработка по режимам, выходящих за граничные условия (H 6-7) приводит к снижению свойств: предел упругости (950-1450) Н/мм2, ТКЧ = (-40)-(70)1 10 1/ Ñ.

Применение изобретения позволяет обеспечить стабильность упругих и термоупругих свойств сталей в широком интервале температур старения

550-625ОС.

Изменение температуры старения на 25 С приводит к следующему изменению величины ТКЧ: после обра ботки по известному способу - на

30 10 1/ С, по предлагаемому - на (5-7) ° 10 !/ С. Следовательно, при обработке по предлагаемому способу наблюдается значительно меньшая зависимость термоупругих (элинварных) ТКЧ 10, 1/ С от -40 до +60 С

Режим термообработки

Предел упругости б в

Н/мм.

Предлагаемый способ

Закалка + o6. холодом при

400С, 0,5 ч + старение 550 С, 1 ч + .+ xолодная деформация 25,". 4 + старение 55 " С, 1 ч

1680

-10Н,2

Закалка + об. холодом при

-196 С; 2 ч + старение 575 С, 5 ч + дефор, 504 + старение

575ОС, 3 ч

1610

-511,0

3 Закалка + об.холопом при

-50 С; 1 ч + старение 600 С, 1 ч + х.деф. 40ь + старение

600 С, 5 ч

t2 f1,0

1530

4 Закалка + об.холодом при

-40О С; 2 ч + старение 625 С, 1 ч + х.деф. 50> + старение

625ОС, 5 ч

1 470

<7 1, !

Закалка + об.холодом при

-196 С; 1 ч + старение 60, ) С, 3 ч + х.деф. 403 + старение

575 С, 3 ч

Закалка + об.холодом при -4() С, о

1 ч + старение 525 С, 1 ч +

+ х.деф. 20ь + старение 525 С, 1

1490 241 0

145Ñ

-70i3

7 Закалка + o6.õîëîäoì при -20 С, 1 ч + старение 650 С, 1 ч +

+ х.деф. 60ь + старение 650ОС, 1 ч

-40 3

95Ñ свойств от тем;ературы старе " ° я, что является важным,",, ктороч в процессе изготовления ppталей.

Таким образом, использ вание пред лагаеиого способа позволяет -г«лу-,ить высокий комплекс упругих и термпупругих (злинварных) свойств и их стабильность в широком интервале температур. Это приводит к повышению точно:ти, чувствительности и эксплуатационной надежности приборов.

Формула и зоб ре тен ия

1. Способ деформационно-термической обработки мартенсит ностареюцих ! t)5368 с галей с двухф зной . n, + )I -структурой, вк.гъ иающий зака яку, обрагот ку холодом при тс пе р ióðå не яы:.м

-40 С и двухкратн<.t. с. тарен1 е, Г т л и ч а ю ц и и с я тем что, с целью свышения комплекса упругих и термостойких свойств и уменьшения их зависимости от температуры старения после первого старения проводят холодную пластическую деформацию со степенью обжатия 25-5М .

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что холодное старение проводят при 55"-625 C в течение

1,0-5,0 ч „

1 105368

-291,3

1200

1350

-3521,5

Составитель

Техред д.Кравчук

Корректор А. Обруча р

Редактор М. Келемеш

Заказ 17? Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Укгород, ул. Гагарина, 101

Известныи

Закалка + об . холодом при -196 C

1 ч + старение 600 С, 1 ч + старение 550 С, 1 ч

9 Закалка + об.холодом при -196 С

1 ч + старение 600 C,,1 ч + старение 525 С, 1 ч

11рололже ние та блицы

) 4