2.5 Фазовые и структурные превращения при нагреве закалённой

стали Х12

Окончательной операцией термической обработки для пуансона из стали Х12 является низкий отпуск. Нагрев при данной термической обработке производится до температур – 180-200°С, длительность выдержки составляет более 2,7ч, а охлаждение является замедленным и производится на воздухе.

Процесс распада мартенсита при низком отпуске стали Х12 является двухфазным, и заключается в выделении углерода из мартенсита, при этом наряду с твёрдым раствором исходной концентрации по углероду, в котором не произошло выделение карбидов, появляется мартенсит, содержащий значительно меньше углерода. В процессе первого превращения при отпуске закалённой стали образуется ε-карбид. Процесс распада происходит не за счёт укрупнения ε-карбида, а за счёт увеличения их числа. Выделение ε-карбида происходит преимущественно в бездвойниковых участках мартенситных кристаллов [4].

Легирующие элементы, присутствующие в стали Х12, замедляют процессы при отпуске. После распада твёрдого раствора легирующие элементы распада твёрдого раствора легирующие элементы (Cr) затрудняют коагуляцию карбидных частиц, задерживают растворение более мелких и рост более крупных частиц при коагуляции [9].

Структура, после отпуска стали Х12 состоит из мартенсита отпуска, карбидов и остаточного аустенита (рисунок 2.16).

Мотп

К

Аост

Рисунок 2.16 – Микроструктура стали Х12 после окончательной термической обработки

Твёрдость после окончательной термической обработки пуансона из стали Х12 составляет 59-62НRC, а требуемое значение твёрдости для пуансона составляет – 58-61НRC, следовательно, полученное значение твёрдости после низкого отпуска практически удовлетворяет требованиям предъявляемых к пуансону.

1.6 Совершенствование технологических процессов на основе анализа

фазово-структурных превращений стали 38ХС

1. Объектом усовершенствования выбран способ окончательной термической обработки пуансона для холодного деформирования из стали Х12.

2. Недостатком выбранного способа термической обработки является трудоёмкость и выполнение данного процесса.

3. Целью усовершенствования является исключение необходимости закалки в масле и последующей промывки изделия для отпуска, а также получение оптимальных механических свойств.

4. Средством достижения цели является охлаждение изделия на воздухе (~ 4мин) после нагрева и выдержки при высоких температурах с последующим помещением изделия в печь (235-245°С) и выдержкой, после чего проводится охлаждение изделия на воздухе.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ окончательной термической обработки пуансона для холодного деформирования из стали Х12, включающий нагрев до температур 950-970°С, отличающийся тем, что охлаждение после нагрева до высоких температур производится на воздухе с последующим помещением изделия в печь на температуру 235-245°С, выдержкой и дальнейшим охлаждением на воздухе с получением структуры нижнего бейнита и оптимальных механических свойств.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В курсовой работе описаны общая характеристика сталей З8ХС и Х12, металлургический способ производства (кислородно-конвертерный) и этапы передела сталей в готовое изделие; даны характеристики режимов предварительной, промежуточной и окончательной термических обработок заданных сталей; описаны фазовые и структурные превращения происходящие при нагреве сталей 38ХС и Х12 до субкритических температур; приведены изотермические и термокинетические диаграммы превращения переохлаждённого аустенита сталей и рассмотрены превращения, происходящие при непрерывном охлаждении заданных сталей; рассмотрены механизм и кинетика процессов, происходящих при отпуске закалённых сталей 38ХС и Х12, а также характеризуются структурные изменения; для вала из стали 38ХС в качестве предварительной термической обработки предложено провести неполный отжиг, а для пуансона из стали Х12 в качестве окончательной термической обработки применить изотермическую закалку.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Марочник сталей и сплавов/Под ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989. – 638с.

2. Кудрин В.А. Металлургия стали. – М.: Металлургия, 1989. – 560с.

3. Антипин В.Г., Тимофеев С.В. Прокатные станы. Справочник в 3х томах. Т1. – М.: Металлургия, 1992. – 816с.

4. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1977. – 647с.

5. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990. – 528с.

6. Попов А.А., Попова Л.Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлаждённого аустенита. Справочник. – М.: Металлургия, 1965. – 492с.

7. Башнин Ю.А. Технология термической обработки. – М.: Металлургия, 1986. – 424с.

8. Гольдштейн М.И., Грачёв С.В., Веклер Ю.Г. Специальные стали. – М.: Металлургия, 1985. – 408с.

9. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. – М.: Металлургия, 1983. – 526с.

10. Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы. – М.: Металлургия, 1981. – 648с.