Способ термической обработки стальных изделий Советский патент 1985 года по МПК C21D3/06 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выборе технологии термической обработки стали.

Известно, что образование флокено и трещин при термической обработке связано с наличием диффузионного водорода, наличием напряжений в стали. Количество диффузионного водорода определяется наряду с другими фактерами) и общим содержанием водорода в стали. Поэтому основными методами борьбы с флокенами и другими видами трещин являются снижение уровня напряжений и уменьшение общего содержа ния водорода.

Известен способ уменьшения содержания водорода в стали путем длительной изотермической вьадержки (бол 70 ч) при температуре ниже , (600700°С) l .

Недостатком способа является его длительность.

Известен способ уменьшения содержания водорода в стали путем ее термической обработки, включающий нагре стали вьппе Ас с последующей и изотермической вьщержкой при . Количество остаточного водорода постепенно уменьшается по мере увеличения числа закалок 2J ,

Однако этот способ не может найти широкого промышленного применения, так как не представляется возможным резкое охлазвдение до 20 С крупных изделий, а любая задержка охлаждения при температуре ниже 200°С способствует попаданию водорода в ловушки и делает невозможной его десорбцию. Кроме того, необходима зачистка и возможно образование трещин в изделиях при закалке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки стали, направленный на уменьшение содержания водорода, включающий нагрев до 650 С, изотермическую выдержку и охлаждение в вакууме.

В результате такой обработки содержание водорода в стали уменьшаетс в зависимости от длительности изотермической выдержки и размеров изделий з1.

Однако известный способ не обеспечивает требуемого уменьшения содержания водорода, что не улучшает качества изделий.

Цель изобретения - улучшение к,-)-честна изделии путем уменьигения содержания водорода.

Поставленная це.иг дск.тигается тем, что согласно способу термнчкской обработки стальных изделий, включающему нагрев, изотермическую выдержку и охлаждение в за1цитной среде, нагрев ведут до температуры аустенизации, а изотермическую выдержку проводят в процессе охлаждения при 200-400°С.

При этом в качестве защитной среды применяют безокислительную атмосферу.

Кроме того, в качестве защитной среды применяют восстановительную атмосферу.

При нагреве до температуры аустенизации ( Acq) существенно возрастает растворимость водорода в твердом растворе. Чем выше температура нагрева, тем быстрее происходит переход водорода из ловушек в твердый раствор.

Ловушками водорода являются, например, границы раздела фаз. При проведении изотермической вьщержки при температуре ниже 200°С водород вновь попадает в ловушки, а при температуре выше 400 С существенно возрастает растворимость водорода в стали.

Проведение изотермической выдержки в безокислительной или восстановительной атмосфере необходимо для того, чтобы окисная пленка не препятствовала выходу водорода из стали.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает возможность применения азотоводородных атмосфер, отказ от применения сложных вакуумных: печей, значительное упрощение и удешевление способа термической обработки.

Пример. Проводят термическую обработку образцов из стали 18Х2НАИА согласно известному способу и предлагаемому, который включает нагрев до , выдержку 30 мин, охлаждение до температуры изотермической вьщержки, вьщержку 60 мин, причем нагрев, изотермическую вьщержку и охлаждение ведут в безокислительной, а также в восстановительной атмосферах .

Результаты влияния состава газовой смеси на содержание водорода приведены в табл,1. Исходное содержлние водородл и хК) м/кг. 3n5/tJ/. 7 ,4 образцах (2,й-3,1)х качесГво стальных изде.инн за счет у а б л н ц а i уменьшения содержания водорода в значительного (примерно в два раза)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нагрев, изотермическую выдержку и охлаждение в залщтной среде, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделий путем уменьшения содержания водорода, нагрев ведут до температуры аустенизации, а изоте1; 4ическую выдержку про водят в процессе охлаждения при 2Ьо400°С. 2.Способ по .п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве защитной среда применяют безокислительную атмосферу. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л иа ч а ю щ и и с я тем, что в качестве защитной среды применяют восстановительную атмосферу.