Способ обработки конструкционной стали, склонной к обратимой отпускной хрупкости Советский патент 1992 года по МПК C21D1/78 

Изобретение относится к .термообработке изделий из конструкционных сталей и может найти применение в машиностроении как заключительная операция в термообработке изделий, работающих с высокими ударными нагрузками и изготавливаемых из сталей, склонных к отпускной хрупкости.

Явление обратимой отпускной хрупкости заключается в резком падении ударной вязкости закаленной стали после отпуска в интервале 400-600°С, в то время как именно эти температуры отпуска обеспечивают хорошее сочетание прочности и пластичности (по оценкам при испытании на растяжение). Хрупкость этого вида имеет резко выраженный межкристаллитный хара ктер и обусловлена главным образом двумя факторами: обогащением межкристаллитных зон фосфором и локализованным выделением на границах зерен карбидной фазы.

Известен прием, заключающийся в С проведении отпуска при 150-270°С перед окончательным в области 280-400°С, обеспечивающий повышение упругих характеристик пружинных сталей. Указанный прием не решает проблемы повышения ударной вязкости конструкционных сталей, склонных к отпускной хрупкости, поскольку в указанном сочетании температур первого и второго отпуска не затрагивает опасное действие основных факторов в развитии хрупкости при отпуске 400-600°С.

Известен способ ослабления отпускной хрупкости, состоящий в ускоренном охлаждении от температуры отпуска в интервале 450-550°С, причем температуру отпуска.вы- бираюттак, чтобы она не совпадала с минимумом ударной вязкости для конкретной стали. Такой способ термообработки применяют на машиностроительных заводах.

О

Јь х|

Недостатком известного способа является то, что эффект мал и неустойчив. Увеличение эффекта по ударной вязкости за счет повышения температуры сопровождается значительным падением прочности. Указанный способ не позволяет подавить отпускную хрупкость в сердцевине крупных изделий. В изделиях сложной конфигурации при ускоренном охлаждении после отпуска возникают большие напряжения, что приводит к короблению изделий, поводке и даже образованию трещин. При повторном нагреве изделий в процессе работы до 450- 600°С в них вновь происходит охрупчива- ние.

Целью изобретения является повышение ударной вязкости при сохранении прочности и пластичности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему закалку, высокий отпуск, охлаждение, перед высоким отпуском вводится дополнительная операция - низкотемпературный отпуск при 100-200°С в течение 3.-4 ч. Это позволяет повысить значения ударной вязкости в 1,5- 1,7 раза при сохранении прочностных и пластических характеристик не ниже уровня свойств закаленной и отпущенной при 450- 550°С стали.

Основной отличительный от известного способа признак - использование дополнительного низкотемпературного отпуска после закалки перед высоким отпуском.

Повышение ударной вязкости по предлагаемому способу в сравнении с известным вызвано следующими причинами. При дополнительном низкотемпературном отпуске в области 100-200°С происходит преимущественное выделение карбидов внутри мартенситных кристаллов, что обеспечив ет при последующем распаде мартенсита во время отпуска в области 500°С более равномерное без локализации по границам распределение карбидной фазы. Устранение локализованного выделения карбидной фазы по границам исходных аус- тенитных зерен, являющегося наряду с меж- кристаллитным обогащением фосфором одним из основных факторов, приводящих к

развитию межкристаллитного охрупчива- ния,обуславливает в результате предлагаемой обработки существенно повышение ударной вязкости.

Пример. Заготовку из стали ЗОХГСА,

склонной к обратимой отпускной хрупкости (минимум ударной вязкости после отпуска при 525°С), закаляют до 880°С в масле, затем подвергают отпуску при 100-200°С с длительностью 3-4 ч, с охлаждением на воздухе и окончательному отпуску при 450- 550°С с охлаждением в воде либо на воздухе. Для сравнения проведена термообработка по известному способу. Механические свойства определяют при испытаниях

на растяжение и ударный изгиб в соответствии со стандартом.

Результаты испытаний для конкретных режимов приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ обработки конструкционной стали, склонной к обратимой отпускной хрупкости, включающий закалку и высокий отпуск при 450-550°С с последующим охлаждением, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости при сохранении прочности и пластичности, после закалки первоначально проводят низкий отпуск нагревом до 100-200°С с выдержкой

3-4 ч.

Изобретение относится к термообработке изделий из конструкционной стали и может применяться в машиностроении при термообработке деталей, работающих в ус-, ловиях высоких ударных нагрузок. Цель изобретения - повышение вязкости при сохранении прочности и пластичности. Изделие из стали ЗОХГСА закаливают в масле с температуры 880°С, .отпускают при 150°С с выдержкой не менее 3-4 ч, далее выполняют окончательный высокий отпуск при 450- 550°С с последующим охлаждением. 1 табл.