СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1994 года по МПК C21D1/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к термообработке сталей и сплавов, и может быт использовано в машиностроении, авиастроении, металлургической промышленности и других областях, где используются изделия из сталей и ее сплавов.

Известен способ термической обработки (авт. св. N 985086, кл. С 21 D 8/00, 1980), включающий закалку с деформационного нагрева, ступенчатый изотермический отжиг с выдержкой вначале при температуре выше Ас₃ на 20-30^оС, а затем ниже Ас₁ на 100-120^оС для распада аустенита на ферритно-перлитную смесь, охлаждение, закладку и отпуск на твердость 50-54 НРС.

К недостаткам вышеописанного способа относится то, что он не решает вопрос повышения качества изделий через изменение комплекса механических свойств: прочности, твердости, пластичности и вязкости.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ термообработки (авт. св. N 1280030, кл. С 21 D 8/00, 1984) прототип, включающий предварительную горячую деформацию, отжиг, предварительную механическую обработку, закалку и отпуск.

Недостатком известного способа является не достаточно высокое качество изделий из-за того, что не используется возможность управления процессом структурообразования в момент фазового перехода γ ->> α при охлаждении с температуры закалки, когда эффективность воздействия на структуру изделий максимальная.

Целью изобретения является повышение качества изделий при термообработке за счет того, что в момент охлаждения при закалке на охлаждаемую среду и изделие из стали или ее сплавов воздействуют электромагнитным и ультразвуковым полями.

Заявленный способ имеет общие признаки с прототипом:
предварительная горячая деформация;
отжиг;
предварительная мех. обработка;
закалка;
отпуск.

Новые признаки. При охлаждении на изделие и охлаждающую среду действуют электромагнитным и ультразвуковым полями.

Наличие в предложенном способе новых признаков в сравнении с прототипом подтверждает соответствие критерию "новизна". Воздействие электромагнитного и ультразвукового полей на охлаждающую среду и охлаждаемое изделие повышает активность диффузионных процессов как в самой среде, так и на границе изделие - среда, активизирует и выравнивает процесс охлаждения, что обеспечивает производительность процесса и улучшение качества изделий.

При проведении излучения других известных способов термообработки признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не были выявлены, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

Предлагаемый способ включает нагрев предварительно обработанных изделий под окончательную закалку до рекомендуемых температур, выдержку до получения однородной структуры аустенита и максимального растворения карбидов. Далее производится охлаждение изделий в ванне охлаждающей жидкостью, на которые действуют электромагнитные и ультразвуковые поля.

В изделии при охлаждении происходит фазовый переход γ ->> α структуры, который формирует структуру и свойства, необходимые при эксплуатации.

Воздействие эл. магнитного и ультразвукового полей обеспечивает изменение кинетики фазового превращения перераспределяет и изменяет внутренние напряжения, изменяет процесс зарождения α -фазы, ее дисперсность, обеспечивает более равномерное распределение по объему изделия, в результате чего получают мелкодисперстную структуру с более низким уровнем напряжений. Такая структура обеспечивает после закалки и отпуска более высокую пластичность, вязкость, усталостную прочность при необходимой и более высокой твердости и прочности, что и определяет высокое качество получаемых изделий. Происходит повышение эксплуатационной стойкости в 3-5 раз. (56) Авторское свидетельство СССР N 1280030, кл. С 21 D 8/00, 1984.

Сущность изобретения: стальное изделие подвергают горячей деформации и отжигают. Затем осуществляют предварительную механическую обработку и нагрев изделия до температур аустенизации. Охлаждают изделие в закалочной среде с одновременным воздействием электромагнитного и ультразвукового полей. Заключительная операция - отпуск.

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, включающий горячую деформацию, отжиг, механическую обработку, нагрев до температуры аустенизации, охлаждение в закалочной среде и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий и производительности процесса, охлаждение осуществляют с одновременным воздействием на закалочную среду и охлаждаемое изделие электромагнитным и ультразвуковым полями.