RU2352671C1 - Method of receiving products made of iron with carbon alloy - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: there are received products from alloy of iron and carbon with carbon content more than 2.14 wt % by means of melting, melt heating till the temperature for 400-600°C higher of eutectic temperature, isolation at this temperature no less than 10 minutes, ingot plastic deformation at the temperature higher than 600° and following cooling till the ambient temperature in water. Sulfur content in alloy is provided, not exceeding 0.001 wt %, phosphorus - not exceeding 0.01 wt %.

EFFECT: hardening and fortification.

4 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве изделий, к которым предъявляются повышенные требования по прочности и твердости.The invention relates to metallurgy and can be used in the manufacture of products to which increased demands are made on strength and hardness.

Для повышения прочностных характеристик, твердости, износостойкости изделий из сплавов железа за счет упрочнения их поверхностных слоев в технике широко известен и применяется целый ряд способов пластической деформации, термической и химико-термической обработки металла: наклеп, поверхностная закалка, цементация, фосфотирование, плазменная и лазерная обработка и т.п. (Термическая обработка в машиностроении. Справочник под ред. Ю.М.Лахтина и А.Е.Рахштадта. - М., "Машиностроение", 1980. - 783 с., ил. [1]), каждый из которых, имея свои достоинства, обладает и определенными недостатками. Так, для поверхностного упрочнения путем наклепа необходимо обеспечить наличие в поверхностных слоях содержания связанного углерода (в виде цементита) не более 0,3%, помимо этого, поскольку наклеп осуществляется путем пластической деформации изделия, то в результате деформации неизбежно изменяется форма (размеры) готового изделия, что требует в дальнейшем его дополнительной обработки для обеспечения требуемых габаритов.To increase the strength characteristics, hardness, and wear resistance of products made of iron alloys due to hardening of their surface layers, a number of methods of plastic deformation, thermal and chemical-thermal treatment of metal are widely known and applied in technology: hardening, surface hardening, cementation, phosphating, plasma and laser processing, etc. (Heat treatment in mechanical engineering. Handbook edited by Yu.M. Lakhtin and AE Rakhstadt. - M., "Mechanical Engineering", 1980. - 783 p., Ill. [1]), each of which, having its own advantages, has certain disadvantages. So, for surface hardening by hardening, it is necessary to ensure that the surface layers have a content of bound carbon (in the form of cementite) of not more than 0.3%, in addition, since hardening is carried out by plastic deformation of the product, the shape (size) of the finished product will inevitably change as a result of deformation products, which requires further processing to ensure the required dimensions.

Термическая, термомеханическая, химико-термическая и т.п. обработка изделий требуют энергозатрат, а в ряде случаев и затрат на создание специальных газовых или иных сред и соответствующего оборудования для проведения обработки. Это неизбежно удорожает стоимость продукции, а в ряде случаев требует последующей дополнительной обработки изделий.Thermal, thermomechanical, chemical-thermal, etc. processing of products requires energy and, in some cases, the cost of creating special gas or other media and related equipment for processing. This inevitably increases the cost of production, and in some cases requires subsequent additional processing of products.

Известен способ производства отливок из железоуглеродистых сплавов с содержанием углерода более 1%, включающий заливку расплава в литейную форму, затвердевание, охлаждение отливки и термообработку отливки на зернистый перлит, которую осуществляют отжигом отливки при 730-800°С.A known method for the production of castings from iron-carbon alloys with a carbon content of more than 1%, including pouring the melt into the mold, solidification, cooling of the casting and heat treatment of the casting on granular perlite, which is carried out by annealing the casting at 730-800 ° C.

При этом затвердевание расплава осуществляют под давлением (RU 2077771 [2]).In this case, the solidification of the melt is carried out under pressure (RU 2077771 [2]).

Недостатком известного способа является то, что в результате осуществления технологического процесса получаются изделия с недостаточно высокой твердостью.The disadvantage of this method is that as a result of the technological process, products with insufficiently high hardness are obtained.

Известен способ выплавки сплава на основе железа, содержащего свободный и связанный углерод, включающий выплавку низкоуглеродистого полупродукта, его перегрев выше температуры ликвидуса, раскисление, науглероживание и доводку, выпуск, разливку, кристаллизацию и обработку сплава давлением; при этом науглероживание осуществляют дисперсным углеродом в виде частиц сажи (или сажистого железа) с размерами углеродных частиц 10^-5-10^-7 см, которые вводят в расплав перед выпуском из плавильного агрегата либо в процессе разливки (RU 2135617 [3]).A known method of smelting an alloy based on iron containing free and bound carbon, including the smelting of low-carbon intermediate, its overheating above liquidus temperature, deoxidation, carburization and lapping, production, casting, crystallization and pressure treatment of the alloy; carbonization is carried out with dispersed carbon in the form of soot particles (or soot iron) with a carbon particle size of 10 ^-5 -10 ^-7 cm, which are introduced into the melt before being discharged from the melting unit or during casting (RU 2135617 [3]).

Техническим результатом этого способа является повышение пластичности материала изделий. Недостатком известного способа является пониженная прочность из-за малой доли связанного в цементит углерода в матрице сплава и отсутствие возможности ее регулирования после окончания обработки сплава давлением и изготовления изделия.The technical result of this method is to increase the ductility of the material of the products. The disadvantage of this method is the reduced strength due to the small proportion of carbon bound in cementite in the alloy matrix and the inability to regulate it after the end of the alloy processing by pressure and manufacturing of the product.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому и достигаемому результату является способ получения изделий из сплава на основе железа, содержащего свободный и связанный углерод, заключающийся в выплавке сплава, обработке давлением и получении изделия с последующим переводом свободного углерода в количестве 1-100% в связанное с железом состояние, путем нагрева при температуре 723-1100°С и выдержки при этой температуре в течение 0,1-100 ч. При этом упрочнению подвергают отдельные зоны на поверхности и в объеме материала сплава или изделия, выполняющие роль армирующих элементов за счет придания им гетерогенной структуры с различным соотношением прочностных и пластических свойств путем перевода свободного углерода в связанное состояние на части материала, составляющей 1-99% его массы при местном нагреве материала в соответствующих зонах и последующей выдержке (RU 2219271 [3]).The closest in technical essence to the claimed and achieved result is a method of producing products from an alloy based on iron containing free and bound carbon, which consists in smelting the alloy, processing by pressure and obtaining the product, followed by the conversion of free carbon in an amount of 1-100% to the associated iron state, by heating at a temperature of 723-1100 ° C and holding at this temperature for 0.1-100 hours. In this case, separate zones on the surface and in the volume of the alloy material or product are subjected to hardening playing the role of reinforcing elements by imparting a heterogeneous structure to them with a different ratio of strength and plastic properties by converting free carbon into a bound state on a part of the material that makes up 1-99% of its mass with local heating of the material in the corresponding zones and subsequent exposure (RU 2219271 [ 3]).

Недостатком известного способа является то, что изделия, получаемые по нему из сплава железа с углеродом с относительно высоким содержанием углерода, обладают недостаточно высокой твердостью и прочностью.The disadvantage of this method is that the products obtained from it from an alloy of iron with carbon with a relatively high carbon content do not have a sufficiently high hardness and strength.

Заявляемый способ получения изделий из сплава железа с углеродом направлен на повышение их твердости и прочности.The inventive method of producing products from an alloy of iron with carbon is aimed at increasing their hardness and strength.

Указанный результат достигается тем, что способ получения изделий из сплава железа с углеродом с содержанием углерода в количестве более 2,14% по массе включает его плавление, нагрев расплава до температур на 400-600°С выше эвтектической температуры, выдержку при ней не менее 10 минут, пластическую деформацию слитка при температуре выше 600°С и последующее охлаждение до температуры окружающей среды.This result is achieved by the fact that the method of producing products from an alloy of iron with carbon with a carbon content in the amount of more than 2.14% by mass includes melting it, heating the melt to temperatures 400-600 ° C above the eutectic temperature, holding it for at least 10 minutes, plastic deformation of the ingot at a temperature above 600 ° C and subsequent cooling to ambient temperature.

Указанный результат достигается также тем, что содержание серы в сплаве обеспечивают не превышающим 0,001% по массе.The specified result is also achieved by the fact that the sulfur content in the alloy provides not exceeding 0.001% by weight.

Указанный результат достигается также тем, что содержание фосфора в сплаве обеспечивают не превышающим 0,01% по массе.The specified result is also achieved by the fact that the phosphorus content in the alloy provides not more than 0.01% by weight.

Указанный результат достигается также тем, что охлаждение до температуры окружающей среды осуществляют водой.The specified result is also achieved by the fact that cooling to ambient temperature is carried out with water.

Как показали опыты, если сплав железа с углеродом с содержанием углерода в количестве более 2,14% по массе расплавить, обеспечить нагрев расплава до температур на 400-600°С выше эвтектической температуры и выдержку при ней не менее 10 минут, затем охладить слиток до температуры не ниже 600°С (или охладить его до температуры окружающей среды и нагреть до температуры выше 600°С), затем подвергнуть слиток пластической деформации при температуре выше 600°С и охладить до температуры окружающей среды, то в результате получается изделие, обладающее высокой прочностью (предел прочности при разрыве σ_В до 2420 МПа) и высокой твердостью (твердость по шкале Виккерса HV до 1210 ед.).As experiments have shown, if the alloy of iron with carbon with a carbon content of more than 2.14% by mass is melted, the melt is heated to temperatures 400-600 ° C above the eutectic temperature and held at least 10 minutes, then cool the ingot to temperature not lower than 600 ° C (or cool it to ambient temperature and heat to a temperature above 600 ° C), then subject the ingot to plastic deformation at a temperature above 600 ° C and cool to ambient temperature, the result is a product having a high strength (tensile strength at break σ _B to 2,420 MPa) and high hardness (Vickers hardness of HV to 1210 u).

В структуре изделия при содержании углерода ниже эвтектического присутствует мелкий, равномерно распределенный по сечению изделия ледебурит, высокодисперсный перлит, высокодисперсный цементит и дисперсный мартенсит; при содержании углерода выше эвтектического - ледебурит и цементит.In the structure of the product, when the carbon content is below the eutectic, there is small, evenly distributed over the product section, ledeburite, finely dispersed perlite, finely dispersed cementite and dispersed martensite; when the carbon content is higher than the eutectic - ledeburite and cementite.

При этом, как показали опыты, заявленный технический результат для сплава железа с углеродом с содержанием углерода в количестве более 2,14% по массе достигается только при выполнении всех перечисленных в п.1 формулы изобретения условий - нагрев расплава до температуры на 400-600°С выше эвтектической температуры, выдержка при ней не менее 10 минут, пластическая деформация слитка при температуре выше 600°С и последующее охлаждение до температуры окружающей среды.Moreover, as shown by experiments, the claimed technical result for an alloy of iron with carbon with a carbon content in the amount of more than 2.14% by mass is achieved only when all the conditions listed in claim 1 are fulfilled — heating the melt to a temperature of 400-600 ° With a higher eutectic temperature, holding it for at least 10 minutes, plastic deformation of the ingot at temperatures above 600 ° C and subsequent cooling to ambient temperature.

Необходимость нагрева расплава и обеспечение выдержки при ней не менее 10 минут можно объяснить тем, что при этом, по-видимому, проходят процессы, приводящие к формированию в объеме расплава системы топологически связных углеродных кластеров.The need to heat the melt and ensure holding it for at least 10 minutes can be explained by the fact that in this case, apparently, processes are taking place that lead to the formation of a system of topologically connected carbon clusters in the melt volume.

Если нагрев расплава осуществлять до температур менее чем на 400°С выше эвтектической температуры, то заметного повышения прочности не наблюдается, даже если осуществляется пластическая деформация слитка при температуре выше 600°С и последующее охлаждение до температуры окружающей среды.If the melt is heated to temperatures less than 400 ° C above the eutectic temperature, then a noticeable increase in strength is not observed, even if the plastic deformation of the ingot is carried out at temperatures above 600 ° C and subsequent cooling to ambient temperature.

Если нагрев расплава осуществлять до температур более чем на 600°С выше эвтектической температуры, то заметного повышения как твердости, так и прочности не наблюдается, даже если осуществляется пластическая деформация слитка при температуре выше 600°С и последующее охлаждение до температуры окружающей среды.If the melt is heated to temperatures more than 600 ° C higher than the eutectic temperature, then a noticeable increase in both hardness and strength is not observed, even if the plastic deformation of the ingot is carried out at a temperature above 600 ° C and subsequent cooling to ambient temperature.

Если продолжительность выдержки после нагрева расплава до температуры на 400-600°С выше эвтектической температуры составляет менее 10 минут, то заметного повышения прочности не наблюдается, даже если осуществляется пластическая деформация слитка при температуре выше 600°С и последующее охлаждение до температуры окружающей среды.If the exposure time after heating the melt to a temperature of 400-600 ° C above the eutectic temperature is less than 10 minutes, then a noticeable increase in strength is not observed, even if the plastic deformation of the ingot is performed at a temperature above 600 ° C and subsequent cooling to ambient temperature.

Если пластическая деформация слитка осуществляется при температуре ниже 600°С, то наблюдается растрескивание слитка или изделия.If the plastic deformation of the ingot is carried out at a temperature below 600 ° C, then cracking of the ingot or product is observed.

Охлаждение до температуры окружающей среды приводит к распаду аустенита, что приводит к повышению твердости. Кроме того, оно необходимо для завершения технологического цикла получения изделия.Cooling to ambient temperature leads to the decomposition of austenite, which leads to an increase in hardness. In addition, it is necessary to complete the production cycle of the product.

В процессе проведения опытов было установлено влияние серы и фосфора на достижение заявленного результата. При использовании железа с содержанием серы не более 0,001% по массе и фосфора не более 0,01% по массе достигается, как правило, более высокая прочность.In the course of the experiments, the effect of sulfur and phosphorus on the achievement of the claimed result was established. When using iron with a sulfur content of not more than 0.001% by mass and phosphorus of not more than 0.01% by mass, as a rule, higher strength is achieved.

Охлаждение до температуры окружающей среды, осуществляемое водой, приводит к тому, что в структуре изделия формируется дисперсный мартенсит, что приводит к дополнительному повышению прочности и твердости.Water cooling to ambient temperature leads to the formation of dispersed martensite in the structure of the product, which leads to an additional increase in strength and hardness.

Сущность заявляемого способа получения изделий из сплава железа с углеродом поясняется примерами его реализации.The essence of the proposed method for producing products from an alloy of iron with carbon is illustrated by examples of its implementation.

Пример 1. В самом общем случае способ реализуют следующим образом. Получение сплава осуществляют в сталеплавильном агрегате емкостью до 20 кг, в который загружают требуемое количество шихты, обеспечивающей получение в дальнейшем сплава железа с заданным содержанием углерода в нем (более 2,14% по массе). В качестве шихтовых материалов могут быть использованы любые известные чистые (по примесям) железосодержащие материалы. После окончания плавления расплав нагревают до температуры на 400-600°С выше эвтектической температуры и выдерживают при ней не менее 10 минут. Полученный слиток подвергают пластической деформации (ковке, прокатке, штамповке), которую начинают при температурах не ниже 600°С. После завершения пластической деформации готовое изделие или заготовку, предназначенную для дальнейшей механической обработки, охлаждают до температуры окружающей среды. В частных случаях реализации пластическую деформацию целесообразно осуществлять неоднократно. При ковке или прокатке изделие или заготовку между воздействиями на нее поворачивают относительно произвольно выбранной оси. При штамповке же используют заготовку, которая предварительно уже подвергалась пластической деформации. В частных случаях реализации охлаждение до температуры окружающей среды целесообразно осуществлять водой.Example 1. In the most General case, the method is implemented as follows. The alloy is produced in a steelmaking unit with a capacity of up to 20 kg, into which the required amount of charge is loaded, which ensures the further production of an iron alloy with a given carbon content in it (more than 2.14% by weight). As the charge materials can be used any known pure (by impurities) iron-containing materials. After melting, the melt is heated to a temperature of 400-600 ° C above the eutectic temperature and maintained at least 10 minutes. The obtained ingot is subjected to plastic deformation (forging, rolling, stamping), which begins at temperatures not lower than 600 ° C. After the completion of plastic deformation, the finished product or preform intended for further mechanical processing is cooled to ambient temperature. In special cases of implementation, plastic deformation is advisable to carry out repeatedly. When forging or rolling, the product or the workpiece between the effects on it is rotated relative to an arbitrarily selected axis. When stamping, a workpiece is used that has previously undergone plastic deformation. In particular cases of implementation, cooling to ambient temperature is advisable to carry out water.

Пример 2. В тигель из алунда объемом 500 мл загружают в качестве шихты свободный от примесей железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 5,1% по массе. После включения печи ее накрывают крышкой и доводят температуру в ней до расплавления сплава. Процесс плавления осуществляют в инертной атмосфере путем подачи аргона под крышку печи. По достижении температуры 1650°С, что составляет 503°С выше эвтектической температуры для этого сплава, осуществляют выдержку расплава в течение 30 минут. После выдержки сплав охлаждают в тигле вместе с печью до температуры 745°С и подвергают пластической деформации путем ковки с использованием пневмомолота. Температуру поверхности заготовки при ковке контролируют инфракрасным пирометром Mikron M90-IN. После окончания пластической деформации проводят охлаждение изделия (полосы) до температуры окружающей среды (18°С) на воздухе.Example 2. In a crucible from alunda with a volume of 500 ml, an iron-free alloy with a carbon content of 5.1% by weight free of impurities is loaded as a charge. After turning on the furnace, it is covered with a lid and the temperature in it is adjusted until the alloy melts. The melting process is carried out in an inert atmosphere by feeding argon under the furnace lid. Upon reaching a temperature of 1650 ° C, which is 503 ° C above the eutectic temperature for this alloy, the melt is aged for 30 minutes. After exposure, the alloy is cooled in a crucible with a furnace to a temperature of 745 ° C and subjected to plastic deformation by forging using a pneumatic hammer. The surface temperature of the workpiece during forging is controlled by a Mikron M90-IN infrared pyrometer. After the end of plastic deformation, the product (strip) is cooled to ambient temperature (18 ° C) in air.

Полученный образец подвергают исследованиям с целью определения структуры материала и измерения механических характеристик.The resulting sample is subjected to research in order to determine the structure of the material and measure the mechanical characteristics.

Для определения структуры и твердости вырезали образцы прямоугольной формы размером 10×1×1 мм и изготавливали металлографические шлифы.To determine the structure and hardness, rectangular samples 10 × 1 × 1 mm in size were cut out and metallographic sections were made.

Изучение структуры проводилось на оптическом микроскопе Nikon EPIPHOT-TME. Твердость определялась на приборе MICROMET1 фирмы "Buehler".The structure was studied using a Nikon EPIPHOT-TME optical microscope. Hardness was determined on a Buehler MICROMET1 instrument.

Прочность образцов при разрыве определялась на разрывной машине LFM-100 kN фирмы Walter+Bai AG на образцах прямоугольной формы размером 30×3.3×1 мм при скорости нагружения 1 мм/мин.The tensile strength of the samples was determined on a Walter + Bai AG LFM-100 kN tensile testing machine on rectangular samples 30 × 3.3 × 1 mm in size with a loading speed of 1 mm / min.

Полученный по данному примеру материал имеет следующие характеристики: предел прочности σ_В=1093 МПа (среднее значение из 5 испытаний), твердость 1210 HV (среднее значение 30 измерений).The material obtained according to this example has the following characteristics: tensile strength σ _B = 1093 MPa (average value from 5 tests), hardness 1210 HV (average value of 30 measurements).

Структура: ледебурит, цементит.Structure: ledeburite, cementite.

Пример 3. В тигель из алунда объемом 500 мл загружают в качестве шихты свободный от примесей железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 3,6% по массе. После включения печи ее накрывают крышкой и доводят температуру в ней до расплавления сплава. Процесс плавления осуществляют в инертной атмосфере путем подачи аргона под крышку печи. По достижении температуры 1620°С, что составляет 473°С выше эвтектической температуры для этого сплава, осуществляют выдержку расплава в течение 25 минут. После выдержки сплав охлаждают в тигле вместе с печью до температуры 770°С и подвергают пластической деформации путем ковки с использованием пневмомолота. Температуру поверхности заготовки при ковке контролируют инфракрасным пирометром Mikron M90-IN. После окончания пластической деформации проводят охлаждение изделия (полосы) до температуры окружающей среды (18°С) водой.Example 3. In a crucible from alunda with a volume of 500 ml, an iron-free alloy with a carbon content of 3.6% by weight free of impurities is loaded as a charge. After turning on the furnace, it is covered with a lid and the temperature in it is adjusted until the alloy melts. The melting process is carried out in an inert atmosphere by feeding argon under the furnace lid. Upon reaching a temperature of 1620 ° C, which is 473 ° C above the eutectic temperature for this alloy, the melt is held for 25 minutes. After aging, the alloy is cooled in a crucible with a furnace to a temperature of 770 ° C and subjected to plastic deformation by forging using a pneumatic hammer. The surface temperature of the workpiece during forging is controlled by a Mikron M90-IN infrared pyrometer. After the end of plastic deformation, the product (strip) is cooled to ambient temperature (18 ° C) with water.

Полученный образец подвергают исследованиям с целью определения структуры материала и измерения механических характеристик.The resulting sample is subjected to research in order to determine the structure of the material and measure the mechanical characteristics.

Для определения структуры и твердости вырезали образцы прямоугольной формы размером 10×1×1 мм и изготавливали металлографические шлифы.To determine the structure and hardness, rectangular samples 10 × 1 × 1 mm in size were cut out and metallographic sections were made.

Изучение структуры проводилось на оптическом микроскопе Nikon EPIPHOT-TME. Твердость определялась на приборе MICROMET1 фирмы "Buehler".The structure was studied using a Nikon EPIPHOT-TME optical microscope. Hardness was determined on a Buehler MICROMET1 instrument.

Прочность образцов при разрыве определялась на разрывной машине LFM-100 kN фирмы Walter+Bai AG на образцах прямоугольной формы размером 30×3.3×1 мм при скорости нагружения 1 мм/мин.The tensile strength of the samples was determined on a Walter + Bai AG LFM-100 kN tensile testing machine on rectangular samples 30 × 3.3 × 1 mm in size with a loading speed of 1 mm / min.

Полученный по данному примеру материал имеет следующие характеристики: предел прочности σ_В=1675 МПа (среднее значение из 5 испытаний), твердость 1022 HV (среднее значение 30 измерений).The material obtained according to this example has the following characteristics: tensile strength σ _B = 1675 MPa (average value from 5 tests), hardness 1022 HV (average value 30 measurements).

Структура: ледебурит, высокодисперсный перлит, дисперсный мартенсит, высокодисперсный цементит.Structure: ledeburite, highly dispersed perlite, dispersed martensite, highly dispersed cementite.

Пример 4. В тигель из алунда объемом 500 мл загружают в качестве шихты свободный от примесей железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 2,3%; серы менее 0,001%; фосфора 0,007% по массе. После включения печи ее накрывают крышкой и доводят температуру в ней до расплавления сплава. Процесс плавления осуществляют в инертной атмосфере путем подачи аргона под крышку печи. По достижении температуры 1670°С, что составляет 523°С выше эвтектической температуры для этого сплава, осуществляют выдержку расплава в течение 10 минут. После выдержки сплав охлаждают в тигле вместе с печью до температуры 500°С, после чего охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды (18°С). Затем производят нагрев до температуры 600°С и подвергают пластической деформации путем ковки с использованием пневмомолота. Температуру поверхности заготовки при ковке контролируют инфракрасным пирометром Mikron M90-IN. После окончания пластической деформации проводят охлаждение изделия (полосы) до температуры окружающей среды (18°С) водой.Example 4. In a crucible from alunda with a volume of 500 ml, an iron-free alloy with a carbon content of 2.3% free of impurities is loaded as a charge; sulfur less than 0.001%; phosphorus 0.007% by weight. After turning on the furnace, it is covered with a lid and the temperature in it is adjusted until the alloy melts. The melting process is carried out in an inert atmosphere by feeding argon under the furnace lid. Upon reaching a temperature of 1670 ° C, which is 523 ° C above the eutectic temperature for this alloy, the melt is held for 10 minutes. After exposure, the alloy is cooled in a crucible together with the furnace to a temperature of 500 ° C, after which it is cooled in air to ambient temperature (18 ° C). Then it is heated to a temperature of 600 ° C and subjected to plastic deformation by forging using a pneumatic hammer. The surface temperature of the workpiece during forging is controlled by a Mikron M90-IN infrared pyrometer. After the end of plastic deformation, the product (strip) is cooled to ambient temperature (18 ° C) with water.

Полученный образец подвергают исследованиям с целью определения структуры материала и измерения механических характеристик.The resulting sample is subjected to research in order to determine the structure of the material and measure the mechanical characteristics.

Для определения структуры и твердости вырезали образцы прямоугольной формы размером 10×1×1 мм и изготавливали металлографические шлифы.To determine the structure and hardness, rectangular samples 10 × 1 × 1 mm in size were cut out and metallographic sections were made.

Изучение структуры проводилось на оптическом микроскопе Nikon EPIPHOT-TME. Твердость определялась на приборе MICROMET1 фирмы "Buehler".The structure was studied using a Nikon EPIPHOT-TME optical microscope. Hardness was determined on a Buehler MICROMET1 instrument.

Прочность образцов при разрыве определялась на разрывной машине LFM-100 kN фирмы Walter+Bai AG на образцах прямоугольной формы размером 30×3.3×1 мм при скорости нагружения 1 мм/мин.The tensile strength of the samples was determined on a Walter + Bai AG LFM-100 kN tensile testing machine on rectangular samples 30 × 3.3 × 1 mm in size with a loading speed of 1 mm / min.

Полученный по данному примеру материал имеет следующие характеристики: предел прочности σ_В=2420 МПа (среднее значение из 5 испытаний), твердость 932 HV (среднее значение 30 измерений).The material obtained according to this example has the following characteristics: tensile strength σ _B = 2420 MPa (average value from 5 tests), hardness 932 HV (average value 30 measurements).

Структура: незначительное количество ледебурита (до 1,5% по объему), высокодисперсный перлит, дисперсный мартенсит, высокодисперсный цементит.Structure: insignificant amount of ledeburite (up to 1.5% by volume), highly dispersed perlite, dispersed martensite, highly dispersed cementite.

Claims (4)

1. Способ получения изделий из сплава железа с углеродом с содержанием углерода более 2,14 мас.%, включающий плавление, нагрев расплава до температуры на 400-600°С выше эвтектической температуры, выдержку при ней не менее 10 мин, пластическую деформацию слитка при температуре выше 600° и последующее охлаждение до температуры окружающей среды.1. The method of obtaining products from an alloy of iron with carbon with a carbon content of more than 2.14 wt.%, Including melting, heating the melt to a temperature of 400-600 ° C above the eutectic temperature, holding it for at least 10 minutes, plastic deformation of the ingot at temperatures above 600 ° C and subsequent cooling to ambient temperature. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание серы в сплаве обеспечивают не превышающим 0,001 мас.%.2. The method according to claim 1, characterized in that the sulfur content in the alloy does not exceed 0.001 wt.%. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание фосфора в сплаве обеспечивают не превышающим 0,01 мас.%.3. The method according to claim 1, characterized in that the phosphorus content in the alloy does not exceed 0.01 wt.%. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение до температуры окружающей среды осуществляют в воде. 4. The method according to claim 1, characterized in that the cooling to ambient temperature is carried out in water.