Способ обработки малоуглеродистых сталей Советский патент 1983 года по МПК C21D1/78 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении деталей взамен высокоуглеродистых и низколегированных сталей. Известен способ термической обра ботки изделий из конструкционных ст лей, включающий многократный нагрев до температуры на 30-50 С выше Ас, и охлаждение на 30-50 С ниже AQ, с последующим отпуском Однако данный способ не позволяе получить высокую поверхностную твердость. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки сталей и сплавов, заключающийся в многократном деформировании на величину площадки текучести с промежуточным деформационным старением между циклами нагружения при температуре ниже температуры начала рекристаллизации 23Однако известный способ не позволяет интенсифицировать повышение прочности за каждый цикл деформирова ния из-за сравнительно невысокой скорости накопления дислокаций в функции степени деформации. Кроме то го, этот способ не позволяет диффере цировать упрочнение поверхностных и внутренних слоев. Цель изобретения - повышение меха нических свойств. Указанная цель достигается тем, что согласно способу обработки малоуглеродистой стали, включающему многократную холодную пластическую деформацию с промежуточным старением, предварительно производят термоцикли рование с нагревом до Ас + (ЗО50)° С и охлаждением до Ас ,, -(3050)С с последующим азотированием. При этом азотирование производят при 550-570°С в течение 1 ч в струе диссоциированного аммиака после подстуживания с температуры термоцимлирования. Сочетание термоциклирования, насы щений азота.с .последующим многократ 02ным деформированием способстует резкому (на 80-100%) повышению прочности при одновременном повышении уровня пластичности. Повышение прочности и пластичности достигается блокированием подвижных дислокаций и формированием ячеистой дислокационной структуры растворенными атомами азота и за счет измельчения зерна. Пример, Проводят обработку зоготовок из малоуглеродистых сталей 10, 25 35 диаметром 5 мм и длиной 100 мм. Заготовки предварительно нагревают до и многократно (2- раза) охлаждают на воздухе до 820° С. После двух-четырехкратного термоциклитэования заготовки подвергают насыщению азотом при 550-570 С .в струе диссоциируемого аммиака в течение 1 ч. Насыщение азотом производят после подстуживания образцов с температуры термоциклирования до . В дальнейшем заготовки подвергают многократной деформации путем растяжения при комнатной температуре со скоростью 5 мм/мин на длину площадки текучести с последующим старением при в разгруженном состоянии в течение 1 ч после каждого цик деформации. Количество циклов (деформация плюс старение) 2-3По прототипу заготовки подвергают деформации при комнатной температуре растяжением до окончания площадки текучести с промежуточным старением между циклами нагружения при температуре ниже температуры начала рекристаллизации, т.е. степень деформации 2-У/а. Температура деформационного старения 100-150°С, выдержка не менее 2-3 ч, количество циклов деформация плюс старение) не менее 5-6. Режим обработки по базовому ваианту: выдержка в разгруженном сосоянии при f50-6pOC до 100 ч. Характеристики механических войств малоуглеродистых сталей, поолученных предлагаемым и известным пособами, приведены в таблице

(Ч

fr

РЛ

О

г

оэ

-ао ff

1Л 1Л

v

-т

-3г-гсм

«

о

сгч

г- -а1Л чО

vO

см

LTl

r

rv .CM CO so

ri

CM o

CM CM CM -

- -

CM«

CMCM

$ 1

Изобретение в сравнении с прототипом обеспечивает резкое повышение прочностных свойств с сохранением высокой пластичности, что значитель но повышает конструктивную прочность малоуглеродистых сталей.

В качестве базового объекта применяется способ механико-термической обработки, который обеспечивает повышение прочностных характеристик при резком снижении пластичности углеродистых сталей до 10.

Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом обеспечивает высокие значения прочностных свойств предел прочности, предел текучести 5 и пластичности ( относительное удлинение) а предельно упрочненном состоянии, лучшую обрабатываемость, сохранение прочностных свойств при нагреве до , а также возможность 10 использования малоуглеродистых сталей взамен высокоуглеродистых низколегированных.