SU870460A2 - Способ термической обработки катанки и проволоки из углеродистых и низколегированных сталей - Google Patents

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к термической обработке катанки и проволоки из углеродистых и низколегированных сталей, преимущественно из инструментальной и шарикоподшипниковой. ⁵

Известен способ термической обработки катанки и проволоки из углеродистых и низколегированных сталей, включающий нагрев до температуры аустенизации, охлаждение и выдержку при 300-400 С, нагрев и выдержку при 520-720 С до конца распада аустенита [1J Однако известный способ не позволяет повысить пластичность катанки и проволоки из легированной инструментальной и шарикоподшипниковой стали.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, „ что в известном способе ступенчатую обработку производят многократно.

Однократная ступенчатая обработка по известному способу для указанных сталей неэффективна. Это объясняется большей степенью легирования аустенита в них по сравнению с углеродистыми и низколегированными сталями и, следовательно, меньшей диффузионной подвижностью атомов углерода, а также меньшей склонностью к микропластической деформации, возникающей при ступенчатой обработке и обусловливающей процессы сфероидизации структуры.

Термическую обработку катанки и проволоки из легированной инструментальной и шарикоподшипниковой стали производят следующим образом. Металл после нагрева до аустенитного состояния подвергают термоциклированию в интервале температур 300 -(550-720) С, в течение 30-100с(в зависимости от марки стали), что приводит к формированию тепловых и структурных напряжений, вызывающих пластическую деформацию переохлажденного аустенита. Пластическая деформация переохлажденного аустенита приводит к формированию характерной субструктуры, обусловливающей распад переохлажденного аустенита по абнормальному механизму с образованием структуры зернистого перлита в процессе последующей изотермической 5 выдержки при 550-720 С. Для большинства сталей аустенит распадается с образованием зернистого перлита в интервале температур 550-720 С, поэтому интервал температур термоциклирования ю 300 -(55О-72О)°С обусловлен тем, чтобы, с одной стороны, исключить мартенситное превращение, а с другой - нагреть аустенйт в область, где он распадается на зернистый перлит, т.е. в ,5 область стабильного состояния аустенита. ' Время одного термоцикла, т. е. время нагрева стали от 300 до 550-720 С И Охлаждения от 720-550' до 300°С для сечения 3-5 мм составляет 10 с и мо- ₂о жет меняться в зависимости от изменения сечения. Общее время циклирования составляет 30-100 с (в зависимости от марки стали и сечения изделия). Термоциклирование в течение времени мень- ₂₅ ше 30 с не приводит к достаточному развитию пластической деформации аустенита и его распад при последующей изотермической выдержке при 550720 С идет лишь с частичным образованием глобулярного цементита. Термоциклирование в течение времени более 100 с технически нецелесообразно.

Пример осуществления описываемого способа. Образцы проволоки диаметром

4,5 мм из стали UK15 нагревали в печи ³⁵ до 1000 С в течение 10 мин., непосредственно после чего проводили термоциклирование образцов путем попеременного охлаждения и нагрева в двух соляных печах-ваннах по двум, режимам. Состав первой ванны: 50% ΚΝΟ^+ 50% NaN температура первой ванны 300 С. Состав второй ванны - расплав свинца; температура второй ванны по первому [режиму - 550°С, по второму режиму 720 С. Продолжительность термоцикла (цикл включает переохлаждение до 300°С и нагрев до 550 или 720°С) -составляла 10 с (в каждой ванне по 5 с). Для получения структуры зернистого перлита образцы подвергали пяти термоциклам и последующей выдержке во второй ванне в течение 10 мин. ( 550 С ) или 30 мин. (720°С). За это время аустенит стали ШХ15 полностью распадается по абнормальному механизму с образованием структуры зернистого перлита с твердостью НВ 204, что соответствует тре-. бованиям ГОСТ 801-60. Сталь шарикои роликоподшипниковая. В то же время сталь, обработанная известным способом, т.е. после однократной обработки, имела твердость НВ 320 и структуру, в которой цементит находился преимущественно в виде коротких пластин.

Таким образом, приведенные данные подтверждают, что многократная ступенчатая обработка по сравнению с однократной повышает пластичность стали за счет сфероидизации перлита шарикоподшипниковой стали.

Claims (1)

1. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КАТАНКИ И ПРОВОЛОга1 ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ Изобретение относитс  к области черной металлургии, в частности к те мической обработке катанки и проволо ки из углеродистых и низколегированн сталей, преимущественно из инструмен тальной и шарикоподшипниковой. Известен способ термической обработки катанки и проволоки из углеродистых и низколегированных сталей, включающий нагрев до температуры аустенизации, охлаждение и вьщержку при 300-400 С, нагрев и выдержку при 520-720 С до конца распада аустенита Однако известный способ не позвол ет повысить пластичность катанки и проволоки из легированной инструментальной и шарикоподшипниковой стали. Целью изобретени   вл етс  устране ние указанного недостатка. Поставленна  цель достигаетс  тем что в известном способе ступенчатую обработку производ т многократно. Однократна  ступенчата  обработка по известному способу дл  указанных сталей неэффективна. Это объ сн етс  большей степенью легировани  аустенита в них по сравнению с углеродистыми и низ коле гиро ванный стал ми и, следовательно , меньшей диффузионной подвижностью атомов углерода, а также меньшей склонностью к микропластической деформации, возникающей при ступенчатой обработке и обусловливающей процессы сферои;{изации структуры. Термическую обработку катанки и проволоки из легированной инструментальной и шарикоподшипниковой стали производ т следующим образом. Металл после нагрева до аустенитного состо ни  подвергают термоциклированию в интервале температур 300 -(550-720) С, в течение 30-100с(в зависимости от марки стали), что приводит к формированию тепловых и структурных напр жений , вызываюш х пластическую деформацию переохлажденного аустенита. Пластическа  деформаци  переохлажденного аустенита приводит к формированию характерной субструктуры, обусловливающей распад переохлажденного аустени та по абнормальному мexaниз fy с образованием структуры зернистого перлита .в процессе последующей изотермической выдержки при 550-720 С. Дл  большинства сталей аустенит распадаетс  с образованием зернистого перлита в интервале температур 550-720 С, поэтому интервал температур термоциклировани  300 -(550-720) обусловлен тем, чтобы , с одной стороны, исключить мартенситное превращение, а с другой - нагреть аустенит в область, где он распадаетс  на зернистый перлит, т.е. в область стабильного состо ни  аустенитй . Врем  одного термои;ик.па, т. е. вре м  нагрева стали от 300 до 550-720 С и охлаждени  от 720-550 до 300°С дл  сечеки  3-5 мм составл ет 10 с и может мен тьс  в зависимости от изменени  сечени . Общее -врем  циклировани  составл ет 30-100 с (в зависимости от марки стали и сечени  издели ). Термоциклирование в течение време ш мень ше 30 с не приводит к достаточному развитию пластической деформации аустенита и его распад при последующей изотермической выдержке при 550720 С идет лишь с частичным образованием глобул рного цементита. Термоциклирование в течение времени более 100 с технически нецелесообразно. Пример осуществлени  описываемого способа. Образцы проволоки диаметром 4,5 мм из стали 1ШС15 нагревали в печи до 1000 С в течение 10 мин., непосредственно после чего проводили термоциклирование образцов путем попеременного охлаждени  и нагрева в двух сол ных печах-ваннах по двум режимам. Состав первой ванны: 50% 50% NaNO температура первой ванны 300 С. Состав второй ванны - расплав свинца; температура второй ванны по первому режиму - 550 С, по второму режиму 720 С. Продолжительность термоцикла (цикл включает переохлаждение до и нагрев до 550 или 720 С) -составл ла 10 с (вкаждой ванне по 5 с). Дл  получени  структуры зернистого перлита образцы подвергали п ти термоциклам и последующей выдержке во второй ванне в течение 0 мин. ( 550°С ) или 30 мин. (720 с). За это врем  аустенит стали ШХ15 полностью распадаетс  по абнормальному механизму с образованием структуры зернистого перлита с твердостью НВ 204, что соответствует требовани м ГОСТ 801-60. Сталь шарикои роликоподшипникова , В то же врем  сталь, обработанна  известным способом , т.е. после однократной обработки, имела твердость НВ 320 и структуру, в которой цементит находилс  преимущественно в виде коротких пластин. Таким образом, приведенные данные подтверждают, что многократна  ступенчата  обработка по сравнению с однократной повышает пластичность стали за счет сфероидизации перлита шарикоподшипниковой стали. Формула изобретени  Способ термической обработки катанки и проволоки из углеродистых и низколегированных сталей по авт. св. № 775153, о тличающийс  тем, что, с. целью повышени  пластичности за счет сфероидизации перлита, ступенчатую обработку производ т многократно. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 775153, кл. С 21 D 9/52, 1977.