СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ Советский патент 1972 года по МПК C21D1/32 

Изобретение относится к области термической обработки горячедеформированных полуфабрикатов из высокопрочных легированных конструкционных сталей мартенситного класса и может быть использовано для смягчения стали перед механической обработкой резанием.

Известен способ термической обработки стали, заключающийся в ускоренном изотермическом отжиге; нагреве до температуры выше точки Ась охлаждении до температуры изотермической выдержки, лежапдей на 50-150° С ниже точки Aci изотермической выдержке для полного распада аустенита и охлаждении.

Использование известного способа изотермического отжига для полуфабрикатов из легированных высокопрочных конструкционных сталей типа ЭИ643 и ВЛ-1 (30 Х2ГСН2ВМ), прошедших горячую деформацию, затруднено, так как недостаточно эффективна дестабилизация, осуществляемая лишь за счет понижения температуры аустенизации в силу высокой легированности стали, и невозможно использовать эффект дестабилизации аустенита при температуре аустенизации близких к нижней критической точке Ась

Первый из указанных факторов связан также и с тем, что нагрев под аустенизацию производится из закаленного на твердый раствор (мартенситного) состояния, которое и определяет высокую легированность и устойчивость получаемого на первой ступени отжига аустенита, даже при условии нагрева вблизи нижней критической точки Ась

Второй фактор связан с тем, что массивные полуфабрикаты после охлаждения на воздухе с температур горячей деформации имеют неоднородную структуру: закаленную (мартенситную) на периферии и менее пересыщенную (отпущенную) структуру в сердцевине с различным значением критических точек Aci и Асз.

Различие по структуре и значениям критических точек исключает возможность применения при отжиге единой температуры аустенизации, которая была бы одновременно оптимальной (с точки зрения максимальной дестабилизации аустенита) для периферии и сердцевины.

Так при нагреве при температуре, оптимальной для периферии (немного выше Aci), сердцевина, имеющая более высокие значения точки Aci будет недогретой, и аустенизации в сердцевине не произойдет. В случае нагрева при температуре, оптимальной для сердцевины (тоже немного выше Aci), периферия окажется перегретой, и полученный в ней аустенит будет более легирован и стабилен.

одинаково минимальной устойчивости аустенита на периферии и в центре реальных полуфабрикатов заключается в том, что пагрев их иод аустенизацию всегда происходит с некоторым градиентом температур по сечению, т. е. с оиережением нагрева наружных слоев, по сравнению с сердцевиной.

В результате требуемая оптимальная температура аустенизации достигается на периферии значительно раньше, чем в центре, ч го приводит к различию во времени выдержки, а следовательно легированности и устойчивости аустенита в периферии и центре полуфабриката.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков и сокращение времени обработки.

Для этого сталь перед нагревом под аустенизацию подвергают высокотемпературному отпуску (низкому отжигу) при температуре ниже Ась

Этот отпуск можно проводить в процессе нагрева стали под аустенизацию.

Отпуск ведут при температуре на 25-50С ниже критической точки Aci закаленного состояния с выдержкой после прогрева 1-4 час, а аустенизацию при температуре на 20-40 С выше критической точки АС отожженного состояния с выдержкой после прогрева 0,5- 1,0 час.

Полуфабрикаты из стали ВЛ-1 после охлаждения с температур горячей деформации или предварительной нормализации для улучшения структуры подвергают нагреву при 670-690° С с выдержкой после прогрева садки 1,5-2,0 час, .после чего производят подъем температуры до 760-780° С для нагрева под аустенизацию с выдержкой после прогрева 30-50 мин, охлаждение до температуры изотермической выдержки 620-640° С, выдерживают -при этой температуре от 2 до 6 час и

производят окончательное охлаждение на воздухе.

В случае необходимости полуфабрикаты после предварительного нагрева при температурах высокого отпуска могут быть охлаждены до комнатной температуры.

Отжиг по предлагаемому способу обеспечивает высокое и равномерное смягчение стали, твердость по Бринелю йотп 3,9-4,2 мм и хорошую обрабатываемость резанием (по известному способу йотп 3,4-3,6 мм).

При этом суммарное время, затрачиваемое на проведение отжига, составляет не более 5- 10 час, что в 2,5-3,0 раза меньше по сравнению с. длительностью обычно применяемого изотермического отжига по режиму: нагрев 800° С, выдержка после прогрева 2-4 час, охлаждение до 650° С, выдержка от 12 до 24 час.

Предмет изобретения

1.Способ термической обработки стали, включающий аустенизацию выше точки ACj, охла кдение до температуры изотермической выдержки, лежащей на 50-150° С ниже точки Aci, изотермическую выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса и устранения структурной неоднородности при обработке горячедеформированных высокопрочных сталей мартенситного класса, сталь перед аустенизацией подвергают высокотемпературному отпуску.

2.Способ по п. I, отличающийся тем, что высокотеМПературный отпуск проводят в процессе нагрева стали под аустенизацию.

3.Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что высокотемпературный отпуск проводят при температуре на 25-50° С ниже точки Aci с выдержкой после прогрева 1-4 час, а аустенизацию- при температуре на 20-40° С выше точки Aci с выдержкой после прогрева 0,5- 1,0 час.