способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали
Классы МПК: | C21D1/18 закалка; закалка быстрым охлаждением с последующим отпуском или без него C21D9/22 сверл; фрез; резцов для металлорежущих станков |
Автор(ы): | Околович Г.А., Исаев О.Б., Шальнева Г.А., Спасенко Н.В. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Барнаульский станкостроительный завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-06-09 публикация патента:
27.07.1999 |
Изобретение относится к металлургии. Техническим результатом изобретения является повышение прочности обрабатываемых изделий. Достигается это тем, что подогрев обрабатываемых изделий выполняют при 200-250oC в течение 20-30 мин, окончательный нагрев под закалку проводят при 758-768oС в течение 22-25 мин, а охлаждение осуществляют в водном растворе поваренной соли плотностью 1,085 г/см3 при температуре 20-25oC с последующим отпуском при 100oС "кипячением" в течение 2 ч. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ термической обработки изделий из углеродистой стали, включающий подогрев, окончательный нагрев под закалку и охлаждение в водном растворе поваренной соли, отличающийся тем, что подогрев выполняют при 200 - 250oС в течение 20 - 30 мин, окончательный нагрев под закалку проводят при 758 - 768oС в течение 22 - 25 мин, а охлаждение осуществляют в водном растворе поваренной соли плотностью 1,085 г/см3 при температуре 20 - 25oС с последующим отпуском при 100oС "кипячением" в течение 2 ч.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления холодновысадочного инструмента, тонких пробивных пуансонов и изделий типа "сердечника", в частности для пуль патронов стрелкового оружия. Известен способ термической обработки углеродистой стали, включающий нагрев изделий до 780-790oC, выдержку и охлаждение в воде с последующим отпуском при температуре 150-200oC на твердость HRCэ 62-63 (Инструментальные стали. Справочник под редакцией А.А. Гуляева, М., "Машиностроение", 1975, с. 36). Недостатком этого способа является низкая твердость (HRCэ 62-63), не обеспечивающая высокое значение показателя пробиваемости бронежилетов живой силы противника и легкобронированных объектов военной техники пулями с сердечником, изготовленным по этому способу. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ термической обработки изделий из стали марки У10-У12, включающий подогрев при температуре 500-600oC в течение 1 часа, окончательный нагрев под закалку при температуре 780-790oC и охлаждение в водном растворе поваренной соли с последующим отпуском при температуре 100-120oC, с таким расчетом, чтобы получить твердость HRCэ 63-66. (Ю.А. Геллер, Инструментальные стали, М., "Металлургия", 1975, с. 244). К недостаткам этого способа следует отнести тот факт, что повышение температуры подогрева и закалки не позволяет получить высокие значения прочности сердечника, а показатель пробивного действия сердечника, выполненного из стали марки У10-У12 составляет всего 60-80%, что не отвечает современным требованиям по пробивному действию и пуля с таким сердечником способна поражать только живую силу противника, не защищенную средствами защиты. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение прочности обрабатываемых изделий. Технический результат достигается за счет того, в известном способе термической обработки изделий из углеродистой стали, включающем подогрев, окончательный нагрев под закалку и охлаждение в водном растворе поваренной соли, подогрев выполняют при температуре 200-250oC в течение 20-30 минут, нагрев под закалку проводят при температуре на 5-10oC ниже точки температуры Кюри (768oC), а охлаждение осуществляют в водном растворе поваренной соли плотностью 1,085 г/см3 при температуре 20-25oC с последующим отпуском при температуре 100oC с "кипячением" в течение двух часов. Нагрев по закалку проводят в течение 22-25 минут. Это объясняется равномерным распределением структурных составляющих и работы разрушения, полученных под воздействием магнитострикционного термоциклирования при нагреве под закалку. Для заявляемого изобретения показатель пробиваемости бронированного объекта составляет 90-100%, что значительно выше, чем в способе, выбранном в качестве прототипа, и достигается вследствие более высоких значений прочности при изгибе и работы разрушения, что наглядно показано в приведенной в конце описания таблице. При подогреве меньше 200oC исходная структура стали не претерпевает изменений, но сохраняется значительный перепад между окончательной температурой нагрева (763oC) и, следовательно, усилит термические напряжения в изделии. При подогреве больше 250oC происходит активное выделение цементита (Fe3C), а увеличение выдержки больше 30 минут приводит к его коагуляции, что снижает однородность структуры стали после закалки. Нагрев под закалку ниже температуры точки Кюри более 10oC сопровождается снижением твердости (HRCэ 61-63) из-за уменьшения содержания углерода в мартенсите и тогда сердечник пластически деформируется при ударе о броневой лист. Нагрев под закалку выше температуры точки Кюри повышает содержание углерода в мартенсите, увеличивает размер зерна, снижает прочность и пробиваемость сердечника. Подогрев при 200-250oC необходим для снижения температурных напряжений и сокращения времени выдержки при окончательном нагреве под закалку. Кроме того, исходная структура стали не может быть однородна и отличается в разных плавках, поэтому подогрев в интервале температур 200-250oC в течение 20-30 минут сопровождается снижением концентрационной неоднородности, выделением дисперсных частиц![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133180/931.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133027/177.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133033/963.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133033/963.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133027/177.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133180/931.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133180/931.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133180/931.gif)
![способ термической обработки изделий из углеродистой инструментальной стали, патент № 2133783](/images/patents/338/2133180/931.gif)
Класс C21D1/18 закалка; закалка быстрым охлаждением с последующим отпуском или без него
Класс C21D9/22 сверл; фрез; резцов для металлорежущих станков