Способ термической обработки отливок из высокохромистых чугунов легированных бором Советский патент 1980 года по МПК C21D5/06 

Изобретение относится к термической обра ботке отливок из легированных износостойких чугунов. Известны высокохромистые, высокоуглероди тые износостойкие сплавы типа: ИЧХ20Р, ИЧХ20РБ, ИЧХ25Т и другие. Из-за высокой легированносп зтих сплавов хромом и углеро дом, вызванной стремлением получить в струк туре самый твердый и терлтчески устойчивый карбид (Cfe, Рё)7Сз из всех существующих в железоуглеродистых сплавах карбидов хрома, твердьп раствор (металлическая основа сшива) также содержит повышенное содержание хрома и углерода. В результате повышенной легированности твердого раствора структура металлической основы отливок в литом состоянии содержит большое количество переохлажденного аустешгга. Твердость отливок из этих сплавов в литом СОСТОЯШП колеблется в пределах 44-50 ед. HRC. Известно, что аустенит является менее гфочиой и износостойкой составляющей, чем мартенсит. Поэтому для повышения износостой|кости отливки из указанных сплавов подвергаются термической обработке - закалке от температур 900-1000°С и последующему отпуску при 150-250°С. В результате такой термической обработки твердость отливок повышается до 58-64 HRC 1. Недостатками известного способа являются дополнительные затраты на высокотемпературную обработку - закалку, коробление отливок при выгрузке их нз печи, особенно если отливки имеют большую длину. Покоробленные отлипки не поддаются исправлению, так как; материал при комнатной температуре хрупок и нельзя применять рихтовку, а рихтовка в нагретом состоянии связана со структурными превращешими в сплаве и значительным падением твердости и износостойкости. По этой причине крупногабаритные отливки, как правило, не подвергаются закалке, в результате чего остается нереализованной износостойкость материала отливок. Срок службы незакаленных деталей значительно снижается из-за недостаточной износостойкости материала. Цель изобретения - повьпление износостойкости и предотвращение коробления.

Это достигается тем, что в известном сгособе, включающем отпуск при 100-400°С вместо нагрева до высоких температур и последующей закалки, отливки перед отпуском подвергают обработке холодом при 0-20°С. При этом обработку холодом в интервале температур от 0-20°и последующий отпуск может производиться многократно.

Предложен1йя термическая обработка отливо из износостойких чугунов обеспечивает аналогичное повышение твердости и еще большее повыще1а1е износостойкости, но при этом- устраняется опасность коробления отлршок и снижаготся затраты, связанные с высокотемпературным нагревом. Твердость отливок в результате предложенной обработки повышается с 4447 HRC до 58-64 HRC. Износостойкость при одинаковой общей твердости сплава повышается благодаря тому, что превращение аустенита при обработке холодом приводит к образованию мартенсита того же химического состава, что и аустенит, т.е. ввиду низкой температуры превращения из него не успевают вьщеяиться карбиды, а при последующем отпуске выделившиеся дисперсные карбиды не успевают коагулироватъ. Поэтому прочность и термическая устойчивость такого мартенсита повышаются. Обработка холодом может осушествляться в зимнее время путем выдерживания отливок на морозе в течение нескольких часов, а в лет нее время - в ванне с ледяной водой или в хладагенте с температурой до -20°С. Температура отпуска выбирается в зависимости от степени лепфованности сплава карбидообразующими элементами.Предлагаемый способ может быть использован для отливок из износостойких сплавов, содержащих хром более 12% и углерод от 2 до 3% независимо от степени легирования сплавов другими легирующими элементами. Исключение составляет только Mft и Ni. Для эффективности использования предложенного

способа содержание Ni и Мй в сплавах не долно превышать 1,0%, так как эти элементы стабилизируют аустенит и тормозят его превращение в мартенсит.

Ниже приведен пример осуществления способа.

Отливки из чугуна марки ИЧХ20РБ после очистки от земли и пригара в зимнее время выдерживали на воздухе при температуре О и -20°С в течение. 2 час, затем помещали их в термическую печь и подвергали отпуску при 400°С в течение 1,5 час с последующим охлаждением на воздухе. Если твердость не достигла 58 HRC, то операцию обработки холодом и -низкий отпуск по вышеуказанному режиму повторяют два - три раза до достижения твердости 58 - 64 HRC.

Твердость отливок до термической обработк составляла 45-47 HRC. Твердость после обработки при 0°С и отпуска 54-56 HRC. После обработки при - 20°С и отпуска 58-60 HRC. Если обработка не обеспечивает получения требуемой твердости, ее повторяют два - три раза.

Формула изобретения

1.Способ термической обработки отливок из высокохромистых чугунов легированных бором, включающий отпуск при 100-400°С, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и предотвращения коробления, отливки перед отпуском подвергают обработке холодом при температуре 0° - -20°С.

2.Способ по П.1, отличающийся тем, что обработку холодом при температуре 0° - -20° С и отпуск проводят многократно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Материалы в машиностроении, т.4. Машиностроение, 1969, с.179-180.