Способ термической обработки изделий из непрокаливающихся сталей Советский патент 1976 года по МПК C21D1/78 

1

Изобретение относится к способам повышения выносливости изделий из непрокаливаюшихся сталей, в частности изделий сечением не менее 20мм, термической обработкой.

Известен способ термической обработки деталей машины, заключающийся в закалке всей детали и отпуске.

Цель изобретения - повышение выносливости изделий путем создания на их поверхности остаточных сжимающих напряжений.

Это достигается тем, что сначала проводят закалку и отпуск поверхностного слоя при сохранении температуры сердцевины

выше , затем все изделие охлаждают в жидкой среде.

Упрочняемую деталь нагревают до температуры 80О-1200°С, зависящей от её сечения и марки стали, затем быстро охлаждают в воде, водном растворе солей или щелочей, либо в другой подходящей жидкой среде до температуры, обеспечивающей мартенситное превращение поверхностного слоя, либо до температуры изотермического превращения: после заьершення превращения поверхностный слой детали прогревают в соляной ванне до температуры, обеспечивающей необходимую твердость, и затем повторно быстро охлаждают в воде или другой жидкой среде, чтобы создать сжимающие температурные напряжения в поверхностном слое. При этом прокаливаеыость материала должна быть вь;брана так, чтобы в сердцевине детали не проходила закалка на мартенсит.

Быстрое охлаждение поверхностного слоя до температуры конца мартенситного превращения и последующий нагрев до заданной температуры отпуска позволяют поверхностный слой с необходимой твердостью. При такой обработке средняя часть сечения детали к началу повторного охлаждения имеет температуру, превышающую 70О С, что обеспечивает возможност создания на поверхности детали высоких сжимающих напряжений. Например, для цилиндрического образца из стали 45 диаметром 5С мм может быть принят следчюгиий режим обработки; нагреп ло 950 С; охлаждеиие (1О-12 сек) в воде; нагрее (О сек поверхностного слоя в соляной ванне, имеющей температуру 7ОО°С; охлаждение в воде всего сечения до температуры окружающей среды.

Этот же результат может быть получен путем изотермической закалки поверхностного слоя с отпуском или без него. В случае использования изотермической закалки поверхностного слоя первое охлаждение проводится до температуры изотермической закалки, затем заданная температура выдерживается в поверхностном слое в течение времени, необходимого для изотермического превращения аустенита. и вся деталь быстро охлаждается до температуры окружающей среды.

Для деталей с сечением значительно меньше 20 мм осуществить описанные выше процессы не удается, так как зреми, необходимое для закалки и отпуска поверхностього слоя или для его изотермической закалки, оказывается достаточным для снижения температуры сердцевины детали до уровня, при котором в ней не могут возникнуть большие остаточные напряжения.

Температурные сжимающие напрял-;ения создаются D зоне детали, которая составляет примерно ПОЛОВИН) площади поперечного сечения. Это позволяет проводить температурное упрочнение детапей, имеющих достаточно большой припуск на оконнательную обработку. При малом граднеите сжимающих напряжений у поверхности удаление части сжатого слоя приводит к увеличению остаточных напряженки в слое выходящем на поверхность после снятия припуска. Поэтому удаление припуска на механическую обработку, проводимое после температурного упрочнения, позволяет повысить вьшосливость детали по сравнению с уровнем, достигаемым при от- с тствии припуска.

В отдельных с тучаях слишком высокий уровень сжимающих остаточных напряжений, особенно при низком пределе текучести материала, может быть нежелательНЬМ, так как может аривесгк к короблению детали s процессе ее эксплуатации. Чтобы уменьшить коробление, деталь целесообразно после создания сжимающих напряжений подвергнуть релаксационному отжигу при ЗОО-400°С.

Формула изобретения

Способ термич€к;кой обработки изделий из непрокачиваюшихся сталей, включающий закалку и отпуск, о т лишающийся тем, что, с целью повышения долговечности за счет создания сжимающих остаточнь Х напряжений, сначала проводят закалку и отпл ск поверхности при

о

сохранении тектерат ры сердцевины выше 7ОО С, затем охлаждают в жидкой соеде все изделие.