Способ термической обработки стали

О П И С А Н И"Е, 344ОО4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

if АВТОРОШМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт, свидетельства ¹â€”

М. Кл. С 21d 1/32

3 с присоединением заявки №

Саюа Советских Социалистических

Республик

Заявлено 31.VII,1970 (№ 1462576/22-1) Приоритет

Комитет по делам изобретений н открытий " при Совете Министров

СССР

Опубликовано 07.V11.1972. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 14 VIII.1972

УДК 621.785.369 (088.8) Авторы изобретения

H П. Петровичев, А. Il Фомин, В. М. Платонов, Г. Б. Строганов, В, А. Тюрина и С. Л. Натанов

Заявитель

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Изобретение относится к области термической обработки горячедеформированных полуфабрикатов из высокопрочных легированных конструкционных сталей мартенситного класса и может быть использовано для смягчения стали перед механической обработкой резанием.

Известен способ термической обработки стали, заключающийся в ускоренном изотермическом отжиге; нагреве до температуры выше точки Ась охлаждении до температуры изотермической выдержки, лежащей на 50 — 150 С ниже точки Ас1 изотермической выдержке для полного распада аустенита и охлаждении.

Использование известного способа изотермического отжига для полуфабрикатов из легированных высокопрочных конструкционных сталей типа ЭИ643 и ВЛ-1 (30 Х2ГСН2ВМ), прошедших горячую деформацию, затруднено, так как недостаточно эффективна дестабилизация, осуществляемая лишь за счет пони>кения температуры аустенизации в силу высокой легированности стали, и невозможно использовать эффект дестабилизации аустенита при температуре аустенизации близких к нижней критической точке Ас .

Первый из указанных факторов связан также и с тем, что нагрев под аустенизацию производится из закаленного на твердый раствор (мартенситного) состояния, которое и определяет высокую легированность и устойчивость получаемого на первой ступени отжига аустенита, даже при условии нагрева вблизи ни>кней критической точки Ась

Второй фактор связан с тем, что массивные полуфабрикаты после охлаждения на воздухе с температур горячей деформации имеют неоднородную структуру: закаленную (мартенситную) на периферии и менее пересыщенную

10 (отпущенную) структуру в сердцевине с различным значением критических точек Ас1 и

Асз.

Различие по структуре и значениям критических точек исключает возможность примене13 ния при отжиге единой температуры аустенизации, которая была бы одновременно оптимальной (с точки зрения максимальной десгабилизации аустенита) для периферии и сердцевины.

20 Так при нагреве при температуре, оптимальной для периферии (немного выше Ac(), сера,цевина, имеющая более высокие значения точки Ас, будет недогретой, и аустенизации в сердцевине не произойдет. B случае нагрева

23 при температуре, оптимальной для сердцевины (тоже немного выше Ас ), периферия окажется перегретой, и полученный в ней аустенит будет более легирован и стабилен.

Кроме того, трудность применения ускорен30 ного изотермического отжига с обеспечением

344004

Составитель Г. Шевченко

Техред Т. Ускова

Корректор T. Китаева

Редактор Т. Баранова

Заказ 2499/8 Изд. № 987 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 одинаково минимальной устойчивости аустенита на периферии и в центре реальных полуфабрикатов заключается в том, что нагрев их под аустенизацию всегда происходит с некоторым градиентом температур по сечению, т. е. с опережением нагрева наружных слоев по сравнению с сердцсвиной.

В результате требуемая оптимальная температура аустенизации достигается на периферии значительно раньше, чем в центре, чго приводит к различию во времени выдержки, а следовательно легированности и устойчивосги аустенита в периферии и центре полуфабриката.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков и сокращение времени обработки.

Для этого сталь перед нагревом под аустенизацию подвергают высокотемпературному отпуску (низкому отжигу) при температуре ниже Ась

Этот отпуск можно проводить в процессе нагрева стали под аустенизацию.

Отпуск ведут при температуре на 25 — 50 С ниже критической точки Ас1 закаленного состояния с выдержкой после прогрева 1 — 4 час, а аустенизацию при температуре на 20 — 40 С выше критической точки Ас1 отожженного состояния с выдержкой после прогрева 0,5—

1,0 час.

Полуфабрикаты из стали ВЛ-1 после охлаждения с температур горячей деформации или предварительной нормализации для улучшения структуры подвергают нагреву при

670 — 690 С с выдержкой после прогрева садки 1,5 — 2,0 час, .после чего производят подъем температуры до 760 — 780 С для нагрева под аустенизацию с выдержкой после прогрева

30 — 50 мин, охлаждение до температуры изотермической выдержки 620 — 640 С, выдерживают при этой температуре от 2 до 6 час и производят окончательное охлаждение на воздухе.

В случае необходимости полуфабрикаты после предварительного нагрева при температурах высокого отпуска могут быть охлаждены до комнатной температуры.

Отжиг по предлагаемому способу обеспечивает высокое и равномерное смягчение стали, твердость по Бринелю d, 3,9 — 4,2 мм и хоро10 шую обрабатываемость резанием (по известному способу d„„3 4 — 3,6 мм) .

При этом суммарное время, затрачиваемое на проведение отжига, составляет не более 5—

10 час, что в 2,5 — 3,0 раза меньше по сравне18 нию с длительностью обычно применяемого изотермического отжига по режиму: нагрев

800 С, выдержка после прогрева 2 — 4 час, охлаждение до 650 С, выдержка от 12 до 24 час.

Предмет изобретения

1. Способ термической обработки стали, включающий аустенизацию выше точки Ас1, охлаждение до температуры изотермической выдержки, лежащей на 50 — 150 С ниже точки

Ас>, пзотермическую выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса и устранения структурной неоднородности при обработке горячедеформированных высокопрочных сталей мартенситного класса, сталь перед аустенизацией подвергают высокотемпературному отпуску.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высокотемпературный отпуск проводят в процессе нагрева стали под аустенизацию. з5 3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что высокотемпературный отпуск проводят при температуре на 25 — 50 С ниже точки Ас> с выдержкой после прогрева 1 — 4 час, а аусте. низацию — при температуре на 20 — 40 С выше

40 точки Ас1 с выдержкой после прогрева 0,5—

1,0 час.