Способ дисперсионного упрочнения отливок из конструкционных сталей Советский патент 1990 года по МПК B22D27/20 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к спосо- (бам упрочнения отливок за счет ввода в расплав модифицирующих добавок.

Цель изобретения - повышение проч- ности, пластичности и ударной вязкости стали без последующей термообработки.

Сущность изобретения состоит в том, что расплав, модифицированный элементами из ряда: ванадий, титан, цирконий, ниобий, алюминий, вольфрам, хром, гафний и тантал совместно с углеродом и азотом в их стехиометрическом соотношении, охлаждают с температуры заливки до температуры перлитного превращения со скоростью 150-650° С/с, выдерживают при этой температуре до полного выделения

карбонитридов, а дальнейшее охлаждение отливки проводят на воздухе.

Быстрое охлаждение расплава от температуры разливки до температуры перлитного превращения необходимо для того, чтобы зафиксировать введенные элементы в твердом растворе во избежание образования карбонитридов и их выделения при кристаллизации. Такое охлаждение при кристаллизации способствует также существенному измельчению первичного зерна. Скорость охлаждения расплава стали менее 150° С/с не обеспечивает подавление выделений по границам зерен первичных карбонитридов из твердэго раствора, что ведет к охр пчиванню стали. Скорость охлаждения расплава выше 650° С/с приводит к образованию

1дД

СЛ

СП СЛ

«ч

микротрещин на поверхности отливок, Снижающих конструктивную прочность

ОТЛИВКИ.

Выдержка при температуре перлитного превращения необходима для обеспе- чения выделения дисперсных, равномерно расположенных в объеме стали кар- бонитридов введенных элементов. Прекращение охлаждения расплава стали с указанными скоростями до температур выше и ниже точки перлитного превращения приводит к образованию нестабильной структуры стали за счет раз- Личного содержания остаточного аусте-j нита.

Пример. Сталь 25ХГСЛ, содержащую в своем составе добавки ванадия, титана, ниобия и азота, при 1640еС заливают в специальные кокили И охлаждают со скоростью 160° С/с. Одновременно заливаются сухие песчаные формы и металлическая изложница. В специальных кокилях и пе счаных формах отливают трефовидные пробы, в из-25 Ложнице - слиток весом 20 кг. Через 6,5 с после заливки трефовидные пробы из специальных кокилей извлекаются и переносятся в соляную ванну с температурой 600°С. После изотермической выдержки в течение 1 ч пробы вынимаются из соляной ванны и охлаждаются на воздухе. Из середины ле- Пестков пробы вырезаются образцы для Механических испытаний. Трефовидная проба, отлитая в песчаную форму, После полного охлаждения и очистки от пригара подвергается отжигу при 920°С в течение 2 ч, а образцы, из15655774

в масле и отпуску при 600°С в течение 4 ч. Далее проводится сравнение результатов, полученных при различных условиях охлаждения и термообработки.

Реализация способа позволит повысить при сохранении пластичности и ударной вязкости прочностные свойства на 10-15% без термообработки. - Формула изобретения

20

30

35

готовленные из нее, закалке от

900°С

,1. Способ дисперсионного упрочнения отливок из конструкционных сталей, включающий расплавление металла, его перегрев, модифицирование элементами, образующими карбонитриды, заливку в формы и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, пластичности и ударной вязкости стали без последующей .термообработки, расплав охлаждают с температуры заливки до температуры перлитного превращения со скоростью 150-650°С/с,, выдерживают при этой температуре до полного выделения карбонитридов, а дальнейшее охлаждение отливки проводят на воздухе.

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что, в качестве элементов, образующих карбонитриды, используют элементы из ряда: ванадий, титан, цирконий, ниобий, алюминий, вольфрам, хром, гафний и тантал совместно с углеродом и азотом в их стехиометрическом соотношении, а общее количество вводимых элементов выдерживают в пределах 0,1-1,5% от массы обрабатываемого расплава.

,1. Способ дисперсионного упрочнения отливок из конструкционных сталей, включающий расплавление металла, его перегрев, модифицирование элементами, образующими карбонитриды, заливку в формы и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, пластичности и ударной вязкости стали без последующей .термообработки, расплав охлаждают с температуры заливки до температуры перлитного превращения со скоростью 150-650°С/с,, выдерживают при этой температуре до полного выделения карбонитридов, а дальнейшее охлаждение отливки проводят на воздухе.

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что, в качестве элементов, образующих карбонитриды, используют элементы из ряда: ванадий, титан, цирконий, ниобий, алюминий, вольфрам, хром, гафний и тантал совместно с углеродом и азотом в их стехиометрическом соотношении, а общее количество вводимых элементов выдерживают в пределах 0,1-1,5% от массы обрабатываемого расплава.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам упрочнения отливок за счет ввода в расплав модифицирующих добавок. Цель изобретения - повышение прочности, пластичности и ударной вязкости стали без последующей термообработки. Для этого расплав, модифицированный элементами из ряда: ванадий, титан, цирконий, ниобий, алюминий, вольфрам, хром, гафний и тантал совместно с углеродом и азотом в их стехиометрическом соотношении, охлаждают с температуры заливки до температуры перлитного превращения со скоростью 150 - 650°С/с, выдерживают при этой температуре до полного выделения карбонитридов, а дальнейшее охлаждение отливки проводят на воздухе. Способ позволяет повысить механические свойства стали на 10 - 15% без термообработки.

Редактор И.Горная

Составитель А.Романович

Техред Л. Олийнык Корректор В.Кабаций

Заказ 1183

Тираж 632

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное