close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336337

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 337
(13)
C1
(51) МПК
C21D 9/22
C21D 1/26
(2006.01)
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007100534/02, 09.01.2007
(72) Автор(ы):
Зинченко Сергей Александрович (RU),
Махнев Михаил Иванович (RU),
Шамшурин Павел Александрович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
09.01.2007
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
2 3 3 6 3 3 7
Адрес дл переписки:
426008, Удмуртска Республика, г.Ижевск, ул.
Пушкинска , 268, ООО "ЭКСО-Ижевск" Группы
компаний "Экспертиза собственности" ТПП РФ,
вед. эксперту по патентной работе С.И.
Оккельман
2 3 3 6 3 3 7
R U
температуре
и
дополнительное
термоциклирование, при этом осуществл ют
нагрев до температур на 35-50°С ниже точки Ас1,
на 45-60°С ниже точки АС1, на 55-70°С ниже
точки Ас1 в каждом цикле соответственно и
охлаждение в каждом цикле до температуры,
равной температуре выдержки при промежуточном
охлаждении. Выдержки при температурах нагрева
и охлаждени - в течение 1,5-3 часов. Замедленное
охлаждение провод т в печи со скоростью не
более 10-15°С в час до температуры 700-715°С и
со скоростью не более 50-60°С в час до
температуры 600°С и окончательное охлаждение
на воздухе. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) СПОСОБ ОТЖИГА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области металлургии,
а именно к способам термической обработки перед
пластической
деформацией
заготовок
из
быстрорежущей стали. Дл снижени брака при
продольно-винтовой прокатке без трещин на
режущей кромке инструмента при отжиге провод т
термоциклирование с нагревом в каждом цикле на
5-20° ниже точки Ас3 и охлаждением в циклах ниже
на 5-20°С точки Ас1, выдержку при температурах
нагрева и охлаждени в течение 1,5-3 часов, число
циклов не менее двух. Затем провод т
промежуточное
охлаждение
металла
до
температуры на 130°-145°С ниже точки Аc1 и
выдержку в течение 1,5-3 часов при этой
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: SU 933740 А, 07.06.1982. SU 937524 A,
23.06.1982. SU 1516499 A1, 23.10.1989. RU
2000340 C, 07.09.1993. SU 1014938 A,
30.04.1983. SU 1323593 A1, 15.07.1987.
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество "Ижсталь" (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 336 337
(13)
C1
(51) Int. Cl.
C21D 9/22
C21D 1/26
(2006.01)
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007100534/02, 09.01.2007
(72) Inventor(s):
Zinchenko Sergej Aleksandrovich (RU),
Makhnev Mikhail Ivanovich (RU),
Shamshurin Pavel Aleksandrovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 09.01.2007
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
C 1
2 3 3 6 3 3 7
R U
that the following is performed: heating to
temperatures of 35-50°C below point Ac1, for 45-60°C
below point Ac1, for 55-70°C below point Ac1, in each
cycle correspondingly; then cooling is carried
out in each cycle to the temperature equal to the
ageing
temperature
at
intermediate
cooling.
Duration of ageing at heating and cooling
temperatures is 1.5-3 hrs. Slow down cooling is
executed in the furnace at a rate not more, than 1015°C per hour to the temperature of 700-715°C and at
a rate of not more, than 50-60°C per hour to the
temperature of 600°C, then the final cooling in
the open air is performed.
EFFECT: development of efficient and defectfree method of high speed steel annealing.
2 cl, 7 ex, 7 dwg, 1 tbl
Страница: 2
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to metallurgy,
particularly to methods of thermo treatment
before plastic deformation of stocks out of high
speed steel. To cut down rejects at lengthwise
screw rolling without cracks at the cutting edge
of a tool at annealing there is performed thermo
cycling with heating at each cycle for 5-20° below
point Ac3 and cooling in cycles at 5-20°C lower
point Ac1, then there is performed ageing at
temperatures of heating and cooling within 1.5-3
hrs, at that the number of cycles is not less,
than two. Further intermediate cooling of metal
is carried out up to a temperature of 130°-145°C below
point Ac1 and ageing within 1.5-3 hrs at this
temperature with additional thermo cycling; at
2 3 3 6 3 3 7
(54) METHOD OF ANNEALING OF HIGH SPEED STEEL
R U
(73) Proprietor(s):
Otkrytoe aktsionernoe obshchestvo "Izhstal'" (RU)
Mail address:
426008, Udmurtskaja Respublika, g.Izhevsk,
ul. Pushkinskaja, 268, OOO "EhKSO-Izhevsk"
Gruppy kompanij "Ehkspertiza sobstvennosti"
TPP RF, ved. ehkspertu po patentnoj rabote
S.I. Okkel'man
RU 2 336 337 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к металлургии, а именно к способам термической обработки
перед пластической деформацией заготовок из быстрорежущей стали.
Известен способ отжига высоколегированных сталей, включающий многократный нагрев
до температуры на 60-80°С выше точки Ac1 и охлаждение на 120-170°С ниже точки Ac1, с
последующим охлаждением на воздухе (А.с. №730838, М.кл. С21D 9/22, C21D 1/26,
23.10.90). Известный способ отжига без выдержек при температурах аустенитного и
перлитного превращени не позвол ет получить структуру быстрорежущей стали, при
которой возможна ее обработка методом продольно-винтовой прокатки.
Известен способ отжига быстрорежущей стали, включающий нагрев до
температуры Ac1-Ас3, выдержку при температуре аустенизации в течение 15-40 минут,
изотермическую выдержку при температуре перлитного превращени в течение 15-60
минут и окончательное охлаждение (А.с. №945196, М.кл. С21D 1/26, 23.07.82).
Недостатком способа вл етс то, что при отжиге не обеспечиваетс полнота
прохождени процессов сфероидизации. При этом в структуре стали плотность
мелкодисперсных карбидов низка , имеетс больша дол крупных карбидов. Поэтому при
продольно-винтовой прокатке такого металла образуютс надрывы, снижаетс выход
годного.
Наиболее близким к за вл емому способу вл етс способ термической обработки
доэвтектоидной стали, включающий термоциклирование при количестве циклов от 3 до 10 в
интервале температур на 5-30°С ниже точки Ас3 и на 5-30°С выше точки Ac1 с выдержками
при температурах нагрева и охлаждени от 1 до 15 минут, промежуточным охлаждением и
окончательным охлаждением на воздухе (А.с. №937524, М.кл. C21D 1/26, 23.06.82.
Прототип).
Способ позвол ет повысить прочность доэвтектоидной стали при сохранении ее
пластичности, что обеспечиваетс за счет благопри тного структурного состо ни ферритных и аустенитных участков в конечной структуре стали.
Известна технологи отжига доэвтектоидной стали не позвол ет управл ть размером и
распределением избыточных карбидов быстрорежущей стали, так как в быстрорежущей
стали затруднены диффузионные структурные превращени в св зи с высокой степенью
легированности и наличием большого количества карбидов сложного состава и,
соответственно, уровнем гор чей пластичности и потребительских свойств. Это приводит
к повышенному браку при продольно-винтовой прокатке быстрорежущей стали и браку при
дальнейшей обработке инструмента.
Задачей, решаемой изобретением, вл етс снижение брака при продольно-винтовой
прокатке быстрорежущей стали.
Указанна задача решаетс тем, что в способе отжига быстрорежущей стали,
включающем термоциклирование с нагревом в каждом цикле на 5-20°С ниже точки Ас3 и
охлаждением в области температур точки Ac1, с выдержками при температурах нагрева и
охлаждени , промежуточным охлаждением и окончательным охлаждением на воздухе,
температуру охлаждени в циклах поддерживают в области температур ниже на 5-20°С
точки Ac1, выдержку при температурах нагрева и охлаждени в течение 1,5-3 часов и
числом циклов не менее двух, промежуточное охлаждение провод т до температуры на
130-145°С ниже точки Ac1 и выдержкой в течение 1,5-3 часов при этой температуре, а
перед охлаждением на воздухе провод т дополнительное вторичное термоциклирование с
нагревом до температуры на 35-50°С ниже точки Ac1, на 45-60°С ниже точки Ac1 на 55-70°С
ниже точки Ac1, в каждом цикле соответственно и охлаждением в каждом цикле до
температуры, равной температуре выдержки при промежуточном охлаждении, и с
выдержками при температурах нагрева и охлаждени в течение 1,5-3 часов, а также
замедленное охлаждение в печи до температуры 600°С.
Замедленное охлаждение в печи целесообразно проводить со скоростью не более 1015°С в час до температуры 700-715°С и со скоростью не более 50-60°С в час до
температуры 600°С.
Страница: 3
DE
RU 2 336 337 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
На первом этапе термоциклировани провод т нагрев в цикле ниже точки Ас3, а
охлаждение в области точки Ac1, но ниже точки Ac1 на 5-20°С. Така температура в каждом
цикле (которых не менее двух) с перепадом между межкритической областью температур
стали и субкритическим интервалом температур стимулирует образование множества
зародышей карбидной фазы. При количестве циклов термоциклировани менее двух не
достигаетс оптимальное формирование зародышей карбидной фазы. Дальнейшее
увеличение количества циклов термоциклировани не оказывает заметного вли ни на
формирование зародышей карбидной фазы.
Промежуточное охлаждение до температуры на 130-145°С ниже точки Ас1 и выдержкой
в течение 1,5-3 часов при этой температуре позвол ет снизить температуру во всем
объеме металла до интервала температур перлитного превращени . Вторичное
дополнительное термоциклирование в субкритическом интервале температур с нагревом
до температур на 35-50°С ниже точки Ac1, на 45-60°С ниже точки Ac1,, на 55-70°С ниже
точки Ac1 в каждом цикле, соответственно, и охлаждением в каждом цикле до температуры,
равной температуре выдержки при промежуточном охлаждении, интенсифицирует процесс
перлитного превращени и позвол ет на множестве зародышей карбидной фазы
образоватьс множеству мелких карбидов. Такой режим термоциклировани с посто нной
минимальной температурой в циклах (690°С) и постепенное снижение максимальных
температур в каждом последующем цикле необходимы из-за высокой степени
легированности, наличи большого количества карбидов сложного состава быстрорежущей
стали и замедленности прохождени фазовых превращений и стимулируют рост и
коагул цию карбидной фазы. По мере уменьшени доли нераспавшегос аустенита
величина нагрева в цикле постепенно уменьшаетс , а охлаждение в цикле происходит до
фиксированной температуры (690°С), соответствующей середине интервала температур
перлитного превращени , что обеспечивает полноту прохождени фазовых превращений.
При повышении температуры нагрева в циклах при первичном термоциклировании до
аустенитной области температур и вторичном дополнительном термоциклировании
происходит увеличение размеров и объемной доли высокостабильных карбидов, что
значительно снижает технологические характеристики стали и не обеспечивает
возможность ее обработки продольно-винтовой прокаткой.
Снижение температуры охлаждени в циклах не вли ет на морфологию распределени карбидов в стали, но увеличивает энергопотребление при отжиге быстрорежущей стали.
Продолжительность выдержек (1,5-3 часа) при температурах нагрева и охлаждени в
циклах отжига и при промежуточном охлаждении также обусловлена затрудненностью
прохождени диффузионных структурных превращений в быстрорежущей стали и полнотой
протекани процессов сфероидизации. При выдержке менее 1,5 часа не обеспечиваетс оптимального распределени карбидов по размерам в объеме металла и плотность их
распределени . При выдержке более 3 часов не наблюдаетс заметного изменени структуры стали и уровн гор чей пластичности.
Двухэтапный отжиг в режимах термоциклировани позвол ет не только значительно
измельчить карбидную фазу, обеспечить оптимальное распределение карбидов по
размерам по объему металла, но и увеличить плотность их распределени по объему
металла. Последующее замедленное охлаждение в печи не более 10-15°С в час до
температуры 700-715°С и со скоростью не более 50-60°С в час до температуры 600°С
способствует полному распаду аустенита и преп тствует возникновению термических
напр жений. Указанные скорости охлаждени в печи вл ютс оптимальными, при
меньших скорост х охлаждени значительно увеличиваетс врем термической обработки
стали без улучшени технологических характеристик. Одновременное повышение
комплекса свойств быстрорежущей стали позволит обрабатывать сталь продольновинтовой прокаткой без трещин на режущей кромке инструмента.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым изобретением, вл етс повышение способности быстрорежущей стали к продольно-винтовой прокатке и снижение
брака при изготовлении инструмента.
Страница: 4
RU 2 336 337 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Способ заключаетс в следующем.
Заготовку, прокат или проволоку из быстрорежущей стали подвергают отжигу, помеща в промышленную печь камерного типа. Загрузку металла производ т в печь, имеющую
температуру не ниже 450°С. Нагрев до температуры 870°С (на 5-20°С ниже точки Ас3)
производ т со скоростью не выше 30°С в час. Далее производ т выдержку при данной
температуре 1,5-3 часа, затем охлаждение до температуры 800°С (ниже на 5-20°С
точки Ac1), число таких циклов должно быть не менее двух. Первичный этап
термоциклировани закончен.
Затем производ т промежуточное охлаждение металла в печи с температуры 870°С до
690°С (на 130-145°С ниже точки Ac1) за 2-2,5 часа и выдержку при температуре 690°С в
течение 1,5-3 часов. Вторичное дополнительное термоциклирование производ т также в
печи, число циклов 3, причем в каждом цикле идет снижение температуры нагрева
металла: термоциклирование с нагревом до температур на 35-50°С ниже
точки Ac1 (780°С), на 45-60°С ниже точки Ac1 (770°С), на 55-70°С ниже точки Ac1 (760°С) в
каждом цикле соответственно и охлаждением в каждом цикле до температуры, равной
температуре выдержки при промежуточном охлаждении (690°С). Выдержки при
температурах нагрева и охлаждени составл ют 1,5-3 часа. Затем провод т замедленное
охлаждение в печи со скоростью не более 10-15°С в час до температуры 700-715°С и со
скоростью не более 50-60°С в час до температуры 600°С.
По достижению металлом температуры 600°С металл выгружают из печи. Дальнейшее
охлаждение производ т на спокойном воздухе.
Вариант 1.
Быстрорежущую сталь марки М2 (ASTM А 600-92а (2004)) в виде проката диаметром 22
мм подвергают отжигу в камерной печи стана 250. Масса садки 8,37 т. Управление
нагревом осуществл ют в автоматическом режиме посредством программируемых
контроллеров и управл ющей ПЭВМ.
Режим отжига: нагрев до 870°С, выдержка 1,5 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 1,5
часа, нагрев до 870°С, выдержка 1,5 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 1,5 часа,
нагрев до 870°С, выдержка 1,5 часа (число циклов 2), промежуточное охлаждение до
690°С, выдержка 1,5 часа, нагрев до 780°С, выдержка 1,5 часа, охлаждение до 690°С,
выдержка 1,5 часа, нагрев до 770°С, выдержка 1,5 часа, охлаждение до 690°С, выдержка
1,5 часа, нагрев до 760°С, выдержка 1,5 часа, охлаждение до 690°С, замедленное
охлаждение в печи со скоростью 10-15°С в час до 700-715°С и со скоростью 50-60°С в час
до 600°С.
Промежуточное охлаждение с температуры 870°С до 690°С осуществл ют за 2 часа.
После достижени металлом температуры 600°С садку проката выгружают из печи.
Дальнейшее охлаждение производ т на спокойном воздухе.
Дл контрол структурных параметров отбирают образцы от верхней, средней и нижней
части садки. Гор чую пластичность оценивают по величине относительного сдвига при
кручении до разрушени образцов диаметром 10 мм и длиной рабочей части 100 мм.
Температура испытаний 1210°С.
Распределение карбидов определ ют металлографическим методом на поперечных
шлифах при наблюдении в оптическом и растровом электронном микроскопах. Твердость
определ ют на образцах, прошедших закалку и тройной отпуск по режимам,
регламентированным ASTM А 600-92а (2004). Способность к продольно-винтовой прокатке
определ ют по относительному количеству образцов, имеющих трещины на режущей
кромке после продольно-винтовой прокатки при температуре 1210°С. За меру
красностойкости принимают твердость закаленных образцов, подвергнутых отпуску при
620°С в течение 4 часов.
Результаты испытаний приведены в таблице. Микроструктура быстрорежущей стали М2
представлена на фиг.1.
Страница: 5
RU 2 336 337 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Вариант 2
Быстрорежущую сталь марки Р6М5 (ГОСТ 19265-73) в виде проката диаметром 22 мм
подвергают отжигу в камерной печи стана 250. Масса садки 8,9 т. Перед загрузкой
металла печь имела температуру 550°С. Режим отжига задают в автоматическом режиме
посредством программируемых контроллеров и управл ющей ПЭВМ. Режим отжига: нагрев
до 870°С, выдержка 3 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 3 часа, нагрев до 870°С,
выдержка 3 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 3 часа, нагрев до 870°С, выдержка 3
часа (число циклов 2), промежуточное охлаждение до 690°С, выдержка 3 часа, нагрев до
780°С, выдержка 3 часа, охлаждение до 690°С, выдержка 3 часа, нагрев до 770°С,
выдержка 3 часа, охлаждение до 690°С, выдержка 3 часа, нагрев до 760°С, выдержка 3
часа, охлаждение до 690°С, замедленное охлаждение в печи со скоростью 10-15°С в час
до 700-715°С и со скоростью 50-60°С в час до 600°С. Промежуточное охлаждение с
температуры 870°С до 690°С осуществл ют за 2,5 часа. После достижени металлом
температуры 600°С садку проката выгружают из печи. Дальнейшее охлаждение производ т
на спокойном воздухе. Дл контрол структурных параметров отбирают образцы от
верхней, средней и нижней части садки. Гор чую пластичность оценивают по величине
относительного сдвига при кручении до разрушени образцов диаметром 10 мм и длиной
рабочей части 100 мм. Температура испытаний 1210°С.
Распределение карбидов определ ют металлографическим методом на поперечных
шлифах при наблюдении в оптическом и растровом электронном микроскопах. Твердость
определ ют на образцах, прошедших закалку и тройной отпуск по режимам,
регламентированным ГОСТ 19265-73. Способность к продольно-винтовой прокатке
определ ют по относительному количеству образцов, имеющих трещины на режущей
кромке после продольно-винтовой прокатки при температуре 1210°С. За меру
красностойкости принимают твердость закаленных образцов, подвергнутых отпуску при
620°С в течение 4 часов.
Результаты испытаний приведены в таблице. Микроструктура быстрорежущей стали
Р6М5 представлена на фиг.2.
Вариант 3
Быстрорежущую сталь марки Р6М5ФЗ (ГОСТ 19265-73) в виде проката диаметром 20 мм
подвергают отжигу в камерной печи стана 250. Масса садки 7,92 т. Нагрев осуществл ют
в автоматическом режиме посредством программируемых контроллеров и управл ющей
ПЭВМ.
Режим отжига: нагрев до 870°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 2
часа, нагрев до 870°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 2 часа, нагрев
до 870°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 2 часа, нагрев до 870°С,
выдержка 2 часа (число циклов 3), промежуточное охлаждение до 690°С, выдержка 2 часа,
нагрев до 780°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 690°С, выдержка 2 часа, нагрев до
770°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 690°С, выдержка 2 часа, нагрев до 760°С,
выдержка 2 часа, охлаждение до 690°С, замедленное охлаждение в печи со скоростью 1015°С в час до 700-715°С и со скоростью 50-60°С в час до 600°С. Промежуточное
охлаждение с температуры 870°С до 690°С осуществл ют за 2 часа. После достижени металлом температуры 600°С садку проката выгружают из печи. Дальнейшее охлаждение
производ т на спокойном воздухе.
Дл контрол структурных параметров отбирают образцы от верхней, средней и нижней
части садки. Гор чую пластичность оценивают по величине относительного сдвига при
кручении до разрушени образцов диаметром 10 мм и длиной рабочей части 100 мм.
Температура испытаний 1270°С.
Распределение карбидов определ ют металлографическим методом на поперечных
шлифах при наблюдении в оптическом и растровом электронном микроскопах. Твердость
определ ют на образцах, прошедших закалку и тройной отпуск по режимам,
Страница: 6
RU 2 336 337 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
регламентированным ГОСТ 19265-73. Способность к продольно-винтовой прокатке
определ ют по относительному количеству образцов, имеющих трещины на режущей
кромке после продольно-винтовой прокатки при температуре 1270°С. За меру
красностойкости принимают твердость закаленных образцов, подвергнутых отпуску при
620°С в течение 4 часов.
Результаты испытаний приведены в таблице. Микроструктура быстрорежущей стали
Р6М5ФЗ представлена на фиг.3.
Вариант 4
Быстрорежущую сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265-73 в виде проката диаметром 24 мм
подвергают отжигу в камерной печи стана 250. Масса садки 8,5 т. Режим отжига задают в
автоматическом режиме посредством программируемых контроллеров и управл ющей
ПЭВМ. Режим отжига: нагрев до 870°С, выдержка 1 час, охлаждение до 800°С, выдержка 1
час, нагрев до 870°С, выдержка 1 час, охлаждение до 800°С, выдержка 1 час, нагрев до
870°С, выдержка 1 час (число циклов 2), промежуточное охлаждение до 690°С, выдержка 1
час, нагрев до 780°С, выдержка 1 час, охлаждение до 690°С, выдержка 1 час, нагрев до
770°С, выдержка 1 час, охлаждение до 690°С, выдержка 1 час, нагрев до 760°С, выдержка
1 час, охлаждение до 690°С. Промежуточное охлаждение с температуры 870°С до 690°С
осуществл ют за 2,5 часа.
Охлаждение в печи после дополнительного вторичного термоциклировани провод т со
скоростью 30°-35°С до температуры 700°С-715°С и со скоростью 80°-90°С до температуры
600°С.
После достижени металлом температуры 600°С садку проката выгружают из печи.
Дальнейшее охлаждение производ т на спокойном воздухе. Дл контрол структурных
параметров отбирают образцы от верхней, средней и нижней части садки.
Распределение карбидов определ ют металлографическим методом на поперечных
шлифах при наблюдении в оптическом и растровом электронном микроскопах. Твердость
определ ют на образцах, прошедших закалку и тройной отпуск по режимам,
регламентированным ГОСТ 19265-73. Способность к продольно-винтовой прокатке
определ ют по относительному количеству образцов, имеющих трещины на режущей
кромке после продольно-винтовой прокатки при температуре 1210°С. За меру
красностойкости принимают твердость закаленных образцов, подвергнутых отпуску при
620°С в течение 4 часов. Гор чую пластичность оценивают по величине относительного
сдвига при кручении до разрушени образцов диаметром 10 мм и длиной рабочей части
100 мм. Температура испытаний 1210°С. Результаты испытаний приведены в таблице.
Микроструктура быстрорежущей стали Р6М5 представлена на фиг.4
Из проведенных испытаний образцов видно, что выдержки в течение 1 часа в циклах при
нагреве и охлаждении в совокупности с быстрым охлаждением в печи до 600°С со
скоростью 10-15°С не дают существенного улучшени свойств гор чей пластичности стали.
Брак при продольно-винтовой прокатке равен 28,5%, тогда как при выдержках в течение
1,5-3 часа и с замедленным охлаждением в печи (примеры 1, 2, 3) брак не превышает
2,8%. Твердость стали Р6М5 в закаленно-отпущенном состо нии на 0,5-1,0 HRC ниже, чем
при отжиге с выдержками в циклах 1,5-3 часа и замедленным охлаждением в печи
(примеры 1, 2, 3). Такой результат св зан с неполнотой протекани диффузионных
процессов при фазовых превращени х.
Вариант 5.
Быстрорежущую сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265-73 в виде проката диаметром 18,5 мм
подвергают отжигу в камерной печи стана 250. Масса садки 8,12 т. Режим отжига
изменили относительно оптимального, увеличив температуру нагрева при первичном и
вторичном термоциклировании в каждом цикле соответственно на 30°С относительно
оптимальных температур.
Режим отжига: нагрев до 900°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 2
часа, нагрев до 900°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 800°С, выдержка 2 часа, нагрев
Страница: 7
RU 2 336 337 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
до 900°С, выдержка 2 часа (число циклов 2), промежуточное охлаждение до 690°С,
выдержка 2 часа, нагрев до 810°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 690°С, выдержка 2
часа, нагрев до 800°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 690°С, выдержка 2 часа, нагрев
до 790°С, выдержка 2 часа, замедленное охлаждение в печи со скоростью 10-15°С в час
до 710°С и со скоростью 50-60°С в час до 600°С. Промежуточное охлаждение с
температуры 790°С до 710°С осуществл ют за 2 часа. После достижени металлом
температуры 600°С садку проката выгружают из печи. Дальнейшее охлаждение производ т
на спокойном воздухе. Таким образом, при первичном термоциклировании температуру
нагрева в цикле поднимали на 85°С выше точки Ac1 и на 25°С выше точки Аc3 (аустенитна область). При дополнительном вторичном термоциклировании температуру поддерживали
на 5°С, на 15°С, на 25°С в каждом цикле соответственно ниже точки Ac1.
Дл контрол структурных параметров отбирают образцы от верхней, средней и нижней
части садки. Распределение карбидов определ ют металлографическим методом на
поперечных шлифах при наблюдении в оптическом и растровом электронных микроскопах.
Твердость определ ют на образцах, прошедших закалку и тройной отпуск по режимам,
регламентированным ГОСТ 19265-73. Способность к продольно-винтовой прокатке
определ ют по относительному количеству образцов, имеющих трещины на режущей
кромке после продольно-винтовой прокатки при температуре 1210°С. За меру
красностойкости принимают твердость закаленных образцов, подвергнутых отпуску при
620°С в течение 4 часов. Гор чую пластичность оценивают по величине относительного
сдвига при кручении до разрушени образцов диаметром 10 мм и длиной рабочей части
100 мм. Температура испытаний 1210°С. Результаты испытаний приведены в таблице.
Микроструктура быстрорежущей стали Р6М5 представлена на фиг.5.
По результатам испытаний технологические и эксплуатационные характеристики
значительно снизились.
Вариант 6
Быстрорежущую сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265-73 в виде проката диаметром 18,5 мм
подвергают отжигу в камерной печи стана 250. Масса садки 7,66 т. Режим отжига
изменили относительно оптимального, понизив температуру охлаждени при первичном и
вторичном термоциклировании в каждом цикле соответственно на 30°С относительно
оптимальных температур.
Режим отжига: нагрев до 870°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 770°С, выдержка 2
часа, нагрев до 870°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 770°С, выдержка 2 часа, нагрев
до 870°С, выдержка 2 часа (число циклов 2), промежуточное охлаждение до 660°С,
выдержка 2 часа, нагрев до 780°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 660°С, выдержка 2
часа, нагрев до 770°С, выдержка 2 часа, охлаждение до 660°С, выдержка 2 часа, нагрев
до 760°С, выдержка 2 часа, замедленное охлаждение в печи со скоростью 10-15°С в час
до 710°С и со скоростью 50-60°С в час до 600°С. Промежуточное охлаждение с
температуры 760°С до 710°С осуществл ют за 2 часа. После достижени металлом
температуры 600°С садку проката выгружают из печи. Дальнейшее охлаждение производ т
на спокойном воздухе.
При первичном термоциклировании температуру охлаждени в цикле понижали на 45°С
ниже точки Ac1.
При дополнительном вторичном термоциклировании температуру охлаждени в циклах
снижали на 155°С ниже точки Ac1.
Дл контрол структурных параметров отбирают образцы от верхней, средней и нижней
части садки.
Распределение карбидов определ ют металлографическим методом на поперечных
шлифах при наблюдении в оптическом и растровом электронном микроскопах. Твердость
определ ют на образцах, прошедших закалку и тройной отпуск по режимам,
регламентированным ГОСТ 19265-73. Способность к продольно-винтовой прокатке
Страница: 8
RU 2 336 337 C1
5
10
15
20
определ ют по относительному количеству образцов, имеющих трещины на режущей
кромке после продольно-винтовой прокатки при температуре 1210°С. За меру
красностойкости принимают твердость закаленных образцов, подвергнутых отпуску при
620°С в течение 4 часов. Гор чую пластичность оценивают по величине относительного
сдвига при кручении до разрушени образцов диаметром 10 мм и длиной рабочей части
100 мм. Температура испытаний 1210°С. Результаты испытаний приведены в таблице.
Микроструктура быстрорежущей стали Р6М5 представлена на фиг.6.
По результатам испытаний видно, что технологические и эксплуатационные
характеристики быстрорежущей стали несколько ухудшились. Значительно повысилось
энергопотребление при проведении режима отжига стали.
Вариант 7.
Параллельно проводились испытани в соответствии с режимом отжига (прототипа А.с.
№937524) на быстрорежущей стали марки Р6М5. Режим: 5-кратное термоциклирование:
нагрев до 870°С, выдержка 15 мин, охлаждение до 830°С, выдержка 15 мин. Окончательное
охлаждение на воздухе. Результаты испытаний приведены в таблице. Микроструктура
быстрорежущей стали Р6М5 представлена на фиг.7.
Анализ распределени карбидов по размерам показывает, что в быстрорежущей стали,
отожженной по предлагаемому способу, плотность распределени карбидов возрастает в
среднем в два раза, а средний размер карбидов уменьшаетс примерно в два раза по
сравнению с известными способами отжига. Гор ча пластичность возрастает на 30%.
Красностойкость повышаетс на 2 единицы HRC.
Предлагаемый способ отжига позвол ет обрабатывать сталь продольно-винтовой
прокаткой без трещин на режущей кромке инструмента.
Табл.
Результаты испытаний отжига быстрорежущей стали
25
Способ отжига Относительный сдвиг при Плотность
Средний размер Твердость, Красно- Способн. к продольногор чем кручении, 1210°С распределени карбидов, мкм HRC
стойкость винтовой прокатке, %
HRC
брака
карбидов, част./мм 2
30
35
40
Предлагаемый
способ отжига
Вариант 1
Сталь М2
10,2
405100
0,54
64,3
61
0,4
Вариант 2
Сталь
Р6М5
10,0
356400
0,72
63,8
60,5
0,6
Вариант 3
Сталь
Р6М5Ф3
8,9
267200
0,88
64,5
61,5
2,8
Вариант 4
Сталь
Р6М5
9,3
212000
1,00
63,5
61,0
28,5
Вариант 5
Сталь
Р6М5
8,1
206300
1,11
63,4
58
52,0
Вариант 6
Сталь
Р6М5
9,9
312200
0,83
63,5
60,0
1,2
Прототип А.с.
№937524
Вариант 7
Сталь Р6М5
7,9
191300
1,13
63,5
59,0
60
45
50
Формула изобретени 1. Способ отжига быстрорежущей стали, включающий термоциклирование с нагревом в
каждом цикле на 5-20°С ниже точки Ас3 и охлаждением, с выдержками при температурах
нагрева и охлаждени , промежуточное охлаждение и окончательное охлаждение на
воздухе, отличающийс тем, что температуру охлаждени в циклах поддерживают в
области температур ниже на 5-20°С точки Ас1, выдержку при температурах нагрева и
охлаждени в течение 1,5-3 ч с числом циклов не менее двух, промежуточное охлаждение
провод т до температуры на 130-145°С ниже точки Ac1 и выдержкой в течение 1,5-3 ч при
Страница: 9
CL
RU 2 336 337 C1
5
10
этой температуре, а перед охлаждением на воздухе провод т дополнительное
термоциклирование с нагревом в каждом цикле соответственно до температуры на 3550°С ниже точки Ас1, на 45-60°С ниже точки Ac1, на 55-70°С ниже точки Ac1 и охлаждением в
каждом цикле до температуры, равной температуре выдержки при промежуточном
охлаждении, и с выдержками при температурах нагрева и охлаждени в течение 1,5-3 ч с
последующим замедленным охлаждением в печи до температуры 600°С.
2. Способ по п.1, отличающийс тем, что замедленное охлаждение в печи до
температуры 600°С ведут сначала со скоростью не более 10-15°С/ч до температуры 700715°С, а затем со скоростью не более 50-60°С/ч.
15
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 10
RU 2 336 337 C1
Страница: 11
DR
RU 2 336 337 C1
Страница: 12
RU 2 336 337 C1
Страница: 13
RU 2 336 337 C1
Страница: 14
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
2 686 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа