Способ сфероидизирующего отжига среднеуглеродистых сталей для холодной высадки Советский патент 1987 года по МПК C21D1/78 

113

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термичесв:ой обработке проката, и может быть ис-- пользовано для изготовления крепежа и других деталей методом холодной высадки,

Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет ускорения сфероидизации.

Выдержку при 700-720 С в процессе нагрева производят с целью ускорения последующей сфероидизации цементита. Ускорение достигается благодаря тому что при зтой температуре происходит деление пластин цементита на более мелкие части - подпластины. Если выдержку производить ниже 700 С, то этот процесс происходит значительно медленнее, что удлиняет весь процесс отжига. При вьщержке выше 720 С наряду с делением цементитных пластин происходит частичное перераспределение цементита с образованием пленочных вьщелений на границах зерен феррита, которые в последствии не сферо идизируются в течение десятков часов Поэтому вьщержку в интервале температур 700-720 С выбирают как наиболее технологичную. При этом, если время вьщержки менее 30 мин, деление пластин на части не происходит во всем объеме металла и не обеспечивается ускорение последующей сфероидизации.

При вьщержке продолжительностью более 35 мин начинается вьщеление пленочного цементита на границах зерен феррита, что также затрудняет процесс сфероидизации и удлиняет продолжительность отжига. При 720-700 С выдержке продолжительностью 30-35 мин происходит равномерное деление пластин на части, что способствует ускорению сфероидизации цементита и сокращению процесса отжига в целом. После отжига обеспечивается образование равномерной структуры зернистого перлита.

Хотя выдержка в процессе нагрева при 700-720°С способствует делению пластин цементита на части, сферо- идизация быстрее протекает после кратковременного нагрева и вьщержки в межкритическом интервале температур. Это обусловлено тем, что при этих температурах происходит превращение перлита в аустенит. Так как нагрев и вьщержка кратковременны, это превращение не идет до конца. В

20

25

21 Г12

микро структуре стали наряду с избыточным ферритом и аустенитом остаются недорастворившиеся включения цементита. Так как в первую очередь растворяются в аустените выступающие гчастки и кромки подпластин цементита, пддпластины приобретают форму, близкую к равноосной. Если сталь с подобной микроструктурой переохла 9 дить ниже эфтектоидной температуры и вьщерживать, то эвтектоидный распад происходит по анормальному меха- низму с выделением звтектоидного цементита на поверхности имеющихся

5 включений, в результате чего формируется структура зернистого перлита. Сфероидизации значительно ускоряется, если после вьщержки в процессе нагрева при 700-720 С нагрев и выдержку в межкритическом интверале . ведут при 755-765°С в течение 20- 25 мин, а затем в процессе охлаждения проводят промежуточную вьщержку при 730-740 С в течение 15-20 мин.

При нагреве до 755-765 и вьщержке продолжительностью 20-25 мин заканчивается деление пластин цементита -. на части и начинается их интенсивное растворение. Ниже 755 С этот процесс .происходит значительно медленнее и даже в течение 45 мин не обеспечивает необходимую степень растворения цементитных частиц, а выше 765 С цементит растворяется настолько быстро

35 что уже при вьщержке 10 мин большая часть его переходит в аустенит и влияние предьщущей обработки на сферо- идизацию при субкритической температуре нивелируется.

40о

Нагрев и вьщержка при 755-765 С хотя и способствуют ускорению начала превращения перлита в аустенит, но не обеспечивают равномерность проте J5 кания этого процесса в объеме металла. При увеличении продолжительности вьщержки (более 25 мин) в отдельных участках матрицы цементит растворяется полностью, что также нивелирует

50 влияние предварительной обработки на субкритическую сфероидизацию. Значительное ускорение сфероидизации достигается только в том случае, когда после нагрева и вьщержки при 75555 765 С в течение 20-25 мин в процессе

последующего охлаждения проводят проомежуточную вьщержку при 730-740 С.

Это обусловлено тем, что после резкого ускорения начатой стадии раст-

30

3 , 1 ворения частиц цементита при 755- 765°С последующее превращение перлита в аустенит при 730-740°С протекает более плавно и равномерно, процесс легко регулируется. После выдержки 15-20 мин обеспечивается необходимая степень растворения цемен- титных частиц, обеспечивающая сохранение их числа и глобулярную форму. При выдержке ниже 730°С вблизи тем- пературы эвтектоидного равновесия (727 С) выделение аустенита и соответственно растворение цементита происходят очень медленно, а несколько ниже эвтектоидной температуры, например при 725°С, очень медленно происходит эвтектоидный распад аустенита. Если температура промежуточной вьщержки выше 740 С, ускоряется раст

ворение цементита и увеличивается не равномерност ь процесса растворения, что приводит при вьщержке 12 мин к почти полному растворению цементита и к тому, что влияние комплекса пред шествующих операций нивелируется. После выдержки в процессе нагрева при 700-720 С продолжительностью 30- 35 мин, дальнейшего нагрева и вьщерж

690 80

700 35

745 45

755 20

710 32

720 30

725 80

звестный

758 18

765

15

780 10

740-760 10-30

fO ки в межкритическом интервале температур при 755-765°С в течение 15- 20 мин и последующего охлаждения с промежуточной выдержкой при 730-740 С 5 в течение 15-20 мин сфероидизирующий отжиг при 710-720 С завершается за 80-100 мин, в зависимости от температуры нагрева и времени вьщержки на предьщущих стадиях.

Пример. Опробование предлагаемого способа ПРОВОДЯТ в условиях завода. Подкат стали 35 селект сечением 23 мм помещают в проходную роликовую печь с температурой 710 С, 5 выдерживают при этой температуре в течение 32 мин, затем перемещают в зону печи с температурой 758 С, при которой выдерживают 18 мин и охлаждают. В процессе охлаждения проводят 20 выдержку при 735 С в течение 18 мин, а затем вторую выдержку при 715 С продолжительностью 90 мин и далее охлаждают на воздухе. Таким же обра- зой обрабатывают сталь 10 других се25

чении.

Результаты опытов приведены в таблице .

700 150

710 100

355 (5,9)

175 (3)

715 90

720 85

725 120

680-690 300-420

160 (2,52)

145 (2,49)

292 (4,9)

330-450 (5,5-7,5)

513

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа сфероиди- зирующего отжига среднеуглеродистых сталей для холодной высадки позволит сократить время отжига до 3 ч вместо 7,5 ч по известному, повысить производительность процесса в 2,5 раза и получать структуру зернистого перлита в стали для холодной высадки при меньших затратах.

Формула изобретения Способ сфероидизирующего отжига среднеуглеродистых сталей для холод

Редактор Н.Гунько Заказ 1936/24

Составитель В.Китайский

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

16

ной высадки, включающий нагрев до УЗЗ-ТбО С, вьщержку в течение 20- 25 мин и ступенчатое ох.паждение, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса за сч«гт ускорения сфероиди- зации, при нагреве осуществляют промежуточную выдержку при 700-720°С в течение 30-35 мин, а ступенчатое охлаждение проводят с вьщержками .при 730-740 С в течение 15-20 мин и при 710-720 С в течение 80-100 мин с последующим охлаждением на воздухе.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке проката, и может быть использовано для изготовления крепежа и других деталей методом холодной высадки. Цель - повышение производительности процесса за счет ускорения сфероидизации. Сталь нагревают до температуры 700-720 С, выдерживают в течен11 е 30-35 мин, затем нагревают до температуры 755-765 С и выдерживают в течение 20-25 мин. Охлаждают стзтенчато с выдержками при температуре 730-740°С в течение 15-20 мин и при температуре 710-720 С в течение 80-100 мин. Окончательное охпаж- дение осуществляют на воздухе. 1 табл. g (Л