RU2000339C1 - Способ термической обработки стали - Google Patents
Способ термической обработки сталиInfo
- Publication number
- RU2000339C1 RU2000339C1 SU5055475A RU2000339C1 RU 2000339 C1 RU2000339 C1 RU 2000339C1 SU 5055475 A SU5055475 A SU 5055475A RU 2000339 C1 RU2000339 C1 RU 2000339C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electron beam
- hardened
- steels
- steel
- treated
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к черной металлургии и может быть использовано в машиностроении дл обработки конструкционных , шарикоподшипниковых, быстрорежущих и инструментальных сталей. Цель - повышение эксплуатационной надежности деталей, выполненных из закаленных сталей , в том числе с покрыти ми. Сущность изобретени заключаетс в том. что закаленную сталь облучают пучком электронов, при этом температуру издели поддерживают не выше 300°С. Положительный эффект заключаетс в уменьшении уровн остаточных микронапр жений, распаде остаточного аустенита, субструктурном упрочнении стали при сохранении ее исходной твердости .
Description
70
С
Изобретение относитс к черной металлургии и может быть использовано в машиностроении и других област х техники дл обработки конструкционных, шарикоподшипниковых , быстрорежущих и инструментальных сталей. В насто щее врем в различных област х широко примен ютс закаленные стали. Закалка стали позвол ет значительно повысить ее твердость. Однако это сопр жено с по влением в них высокого уровн микронапр жений. Как правило, нанесенные на них покрыти не обладают достаточной прочностью сцеплени . Дл решени этих проблем обычно используетс отпуск, что позвол ет уменьшить остаточные микронапр жени , вызывает распад остаточного аустенита и выделение карбидов . Вместе с тем. применение отпуска не вл етс в р де случаев достаточно эффективным 1. Так, например, количество остаточного аустенита после стандартного отпуска высокоуглеродистых легированных сталей может колебатьс от 5 до 30%, а остаточный аусте нит вл етс фазой, наличие которой не обеспечивает должной прочности сцеплени стали с покрытием. Кроме того, после отпуска может сохран тьс высокий уровень остаточных микронапр жений , что снижает сопротивление сталей разрушению и повышает их склонность к замедленному разрушению.
Наиболее близким к за вленному вл етс способ, описанный в 2. В соответствии с ним закаленную сталь подвергают отпуску с дополнительным нагревом электронным пучком до температур 720-770°С. Способ позвол ет повысить усталостную прочность и коррозионную стойкость за
ю о о о
СА) СО
ю
о
счет сн ти поверхностных напр жений. Применение известного способа сопр жено с нагревом материала до высоких температур , а это приводит к снижению твердости, что в р де случаев, например. при обработке инструментальных сталей недопустимо. Така релаксационна обработка не приводит к упрочнению материала,
Известен способ субструктурного упрочнени материала термопластическим методом 3, основанном на создании в металле стабилизированных субповерхностей раздела, преп тствующих свободному перемещению дислокаций в пределах зерна путем комбинированного механического (пластическа деформаци ) и теплового (нагрев ) воздействи на обрабатываемый объект . В большинстве практически важных случаев реализаци данного способа обработки затруднена из-за технологических сложностей.
Таким образом, перед автором сто ла задача создани способа обработки сталей, который позвол л бы одновременно интенсифицировать процессы отпуска закаленных сталей и обеспечить их упрочнение,а в случае обработки закаленных сталей с покрытием подн ть прочность его сцеплени с подложкой.
Дл решени указанной задачи предлагаетс обработку закаленной стали электронным пучком вести при температурах ниже 300°С. Обработке могут быть подвергнуты стали с различными видами покрытий: гальваническими, напыленными, диффузионными, имплантированными. Кроме того покрыти могут быть как металлические , так и неметаллические, а также многослойные.
Изобретение основано на эффекте взаимодействи радиационных дефектов (вакансий и межузельных атомоё), возникающих в результате облучени электронами высоких энергий (более 500 кэв) с дислокаци ми и их скоплени ми. В результате переползани дислокаций происходит формирование субструктуры в мартенсите, близкой к полигональной, что вызывает в свою очередь снижение уровн микронапр жений . Облучение способствует также образованию карбидов и распаду остаточного аустенита. Указанные процессы наиболее Эффективно протекают в области температур до 300°С, выше которой происходит интенсивный отжиг радиационных дефектов. Глубина обработки может достигать 1,5-2 мм.
Дл доказательства осуществимости предложенного способа можно привести следующие сведени
Пример Облучение стали ШХ-15 (после стандартной термической обработки) пучком электронов с энергией 5 Мэв и флю- енсе 2 х 1016 эл/см2 приводит к снижению уровн микронапр жений на 30%, а количества остаточного аустенита - с б до 1%. Микротвердость после такой обработки возрастает на 2 ед. IIRC.
П р и м е р 2. Облучение стали Р6М5ФЗ 0 (после стандартной термической обработки) пучком электронов с энергией 5 Мэв и флю- енсе 2 х 1016 эл/см2 приводит к снижению уровн микронапр жений на 28%, а количества остаточного аустенита с 23 до 4%. 5П р и м е р 3. Эксплуатационна стойкость рабочего валка (сталь ШХ-15) стана 160 с напыленным покрытием TIN повышаетс в 3 раза в случае его облучени электронным пучком с энергией 5 Мзв и флюенсе 0 5 х 1016 эл/см2.
Использование предложенного способа дл обработки закаленных сталей различных классов позволит:
- сохранить исходную твердость стали;
5
-уменьшить уровень остаточных микронапр жений (на 20% и более);
-уменьшить количество остаточного аустенита (на 30 % и более);
-способствовать по влению мелкодис- 0 персной карбидной фазы;
-обеспечить формирование субструктуры , близкой к полигональной;
-обеспечить необходимую прочность сцеплени стали с покрытием.
Claims (3)
- 5Формула изобретени1.Способ термической обработки стали, включающий обработку поверхности закаленной стали электронным пучком, отличаю0 щ и и с тем, что обработку электронным пучком ведут при температуре не выше 300°С.2.Способ поп,1 отличающийс тем, что обработку электронным пучком осу5 ществл ют при энергии электронов более 500 кэВ в стационарном режиме.
- 3.Способ по п.1,отличающийс тем, что обработку электронным пучком осуществл ют в периодическом режиме.
- 04. Способ по п. 1,отличающийстем, что обрабатывают электронным пучком объемно закаленные стали5.Способ поп.1 .отличающийс тем, что обрабатывают электронным пучком5 поверхностно закаленные стали6.Способ по п. 1,отличающийс тем, что обрабатывают электронным пучком закаленные стали с покрытием7.Способ по п 6. отличающийс тем, что обрабатывают электронным пучком520003396закаленные стали с гальваническим покры-10. Способ по п.б, отличающийстием.тем, что обрабатывают электронным пучкомзакаленные стали с имплантированным по8 .Способ по п.б, отличающийс . крытием.тем. что обрабатывают электронным пучком5 11. Способ по п.б, отличающийсзакаленные стали с напыленным покрыти-тем, что обрабатывают электронным пучкомем.закаленные стали с многослойным покрытием .9.Способ по п.б. отличающийс 12. Способ по п.б. отличающийс тем, что обрабатывают электронным пучкомтем, что обрабатывают электронным пучком закаленные стали с диффузорным покрыти-закаленные стали с неметаллическим поем ,крытием,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5055475 RU2000339C1 (ru) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Способ термической обработки стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5055475 RU2000339C1 (ru) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Способ термической обработки стали |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000339C1 true RU2000339C1 (ru) | 1993-09-07 |
Family
ID=21609972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5055475 RU2000339C1 (ru) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Способ термической обработки стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2000339C1 (ru) |
-
1992
- 1992-07-20 RU SU5055475 patent/RU2000339C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Гул ев А.П. Металловедение. М.: Металлурги , 1977, с.647. 2.Авторское свидетельство СССР Nk 433815, кл. С 21 D 1/42. 1968. 3.Гордиенко Л.К. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.: Наука, 1973, с. 223. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schneider et al. | Introduction to surface hardening of steels | |
| Davis | Surface hardening of steels: understanding the basics | |
| Bell | Surface engineering: past, present, and future | |
| Staines et al. | Technological importance of plasma-induced nitrided and carburized layers on steel | |
| US20030037849A1 (en) | Method of baking treatment of steel product parts | |
| AU2014362928B2 (en) | Multi-track laser surface hardening of low carbon cold rolled closely annealed (CRCA) grades of steels | |
| US5196075A (en) | Method for modifying and thereby improving the corrosion resistance and hardness of workpieces of ferritic steel | |
| US4264380A (en) | Nitride casehardening process and the nitrided product thereof | |
| RU2000339C1 (ru) | Способ термической обработки стали | |
| Adebiyi et al. | Microstructural evolution at the overlap zones of 12Cr martensitic stainless steel laser alloyed with TiC | |
| US6103395A (en) | Composite multilayer bearing material | |
| JP3091059B2 (ja) | 鋼材の強化方法 | |
| Kulka et al. | Modelling of the effects of laser modification of gas-nitrided layer | |
| Fly et al. | Low power laser heat treatment to improve fatigue life of low carbon steel | |
| JPH024990A (ja) | 鋼の表面硬化方法 | |
| Becherer | Introduction to heat treating of tool steels | |
| Lanagan et al. | Surface engineering of titanium with glow discharge plasma | |
| SU1475975A1 (ru) | Способ лазерной химико-термической обработки стальных изделий | |
| Mandziej et al. | Effect of laser heating on substructure of 0· 4% C steel | |
| Safonov et al. | Hardening the surface of tools made of high-speed steel using continuous CO2 lasers | |
| Dombrovskii | Effect of plasma heat treatment of the surface on the strength of steel structures | |
| Matijević et al. | Improvements in thermoreactive deposition of carbide layers | |
| Palombarini et al. | Surface treatment of iron alloys by means of high energy beams | |
| FI90439B (fi) | Menetelmä valmistaa työkappaleita ferriittisestä teräksestä | |
| JP3091060B2 (ja) | 鋼材の強化方法 |