Способ отжига высокопрочного чугуна с шаровидным графитом Советский патент 1985 года по МПК C21D5/00 

Изобретение относится к термической обработке,а именно к способам термической обработки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом,. Целью изобретения является повышение ударной вязкости и снижение порога хладноломкости. Металлическая основа высокопрочного чугуна (ВЧ) в литом состоянии характеризуется структурой и химической неоднородностью, что обуславливает низкую его пластичность, С целью улучшения пластических свойств и хладостойкости высокопрочного чугуна Проводят отжиг, включающий гомогенизирующую обработку. Гомогенизирующая обработка обеспечивает более равномерное распределение крем ния по всему объему металлической основы, увеличивает однородность структуры зерен, выравнивает концент рации вакансий в результате самодиффузии атомов железа, а также измельчает кристаллические зерна феррита. Скорость прохозвдения указанных процессов при гомогенизации зависит от соотношения доли перлита и феррита в исходной металлической основе и при прочих равных условиях эти процессы происходят быстрее в случае наличия преимущественно ферритной металлической основы (наличие феррит равно или более 50%) и, наоборот, замедляются в случае наличия исходно преимущественно перлитной, металлической основы (наличие феррита менее 50%). В связи с этим температуру гом генизации следует выбирать в зависи мости от исходной металлической осно вы, а именно при наличии преимуп1ест- венно ферритной металлической осндвы температуру гомогенизации выбирают в интервале 830-860с, а при наличи преимущественно перлитной металлической ос новы-в интервале 870-900 С. Особенность структуры ВЧ в литом виде состоит также в том, что графит. шаровидной формы окружен ферритной оболочкой, обогащенной на границе с графитом, кремнием и магнием, Ферритная оторочка, обогащенная кремнием, существенно понижает пластичност ВЧ как при нормальной, так и при низкой температурах. Устранить ее вредное влияние возможно перераспределением кремния и магния в металлической основе за счет гомогенизирующего отжига, Концентрация кремния в ферритной оторочке (в матрице на границе с включениями графита шаровидной формы) тем Bbmie, чем больше перлитной составляющей в металлической основе и, наоборот, тем меньше, чем больше ферритной составляющей в металлической основе. Пример, Пробы из высокопрочного чугуна пяти плавок, химический состав которых указан в табл, 1, получали отжигами по режимам, соответствующим предложенному способу и способу-прототипу. Отжиг плавки ВЧ-1 по способу-прототипу (режим 1): включая нагрев до , вьщержку 10 ч, охлаждение до , выдержку 10 ч, охлаждение с печью до 620С, далее на воздухе. Отжиг по предложенному способу проводили по.двум режимам: режим 2- нагрев до , выдержка 3 ч, охлаждение до , вьщержка 4,5 ч, охлаждение с печью до 620 С, выдержка 1 ч,далее на воздухе; режим 3 - нагрев до , выдержка 3 ч, охлаждение до , выдержка 4,5 ч, охлаждение с печью ДО620 С, выдержка 1 ч, далее на воздухе. На образцах без надреза размером 10x10x55 мм, вырезанных из клиновидных отожженных проб, определяли ударную вязкость при и при минусовых температурах.Значения ударной вязкости приведены в табл. 2. Порог хладноломкости высокопрочного чугуна, обработанного по способупрототипу, составляет -40 С, а по предложенному способу -60°С. Таким образом, предложенный способ отжига высокопрочного чугуна с шаровидным графитом повышает ударную вязкость и снижает порог хладгноломкости, что позволяет использовать его для отливки деталей, работающих в условиях Крайнего Севера.

Таблица

1. СПОСОБ ОТЖИГА ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ., с феррито-перлитной металлической основой, включающий гомогенизацию, охлаждение до температуры эвтектоидного превращения, вьщержку, охлаждение до 600-650 С, вьщерж ку, охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости и снижения порога хладноломкости, гомогенизацию ведут при 830-900 С 2-4 ч. 2.Способ по П.1, о т ли ч щ и и с я тем, что,при наличии в исходной металлической основе 50% или более феррита гомогенизацию ведут при 830-860 С. 3.Способ по П.1, отлича(П ющийся тем, что при наличии в исходной металлической основе менее 50% феррита -гомогенизацию ведут при 870-900 с.