168954. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legföljebb 0,5% széntartalmú ötvözetlen acélokból készült munkadarabok kombinált nemesítő hőkezelésére
3 168954 4 zelébe (a tulajdonképpeni martemperálásnál e hőfok fölé, módosított alakjánál e hőfok alá), de mielőtt az ausztenit átalakulása megkezdődnék, a munkadarabot tovább hűtik szobahőmérsékletre. A martemperálásnál tehát az ausztenit martenzitté alakul, minthogy azonban az átalakulást megelőzte az átalakulás hőmérsékletét megközelítő lehűtés, az átalakulás során már nem keletkeznek káros feszültségek és elhúzódások. A széntartalom és a vastagság szempontjából viszont ugyanazok a korlátok adódnak, mint ausztemperáláskor. Az 1 242 662 számú német szabadalmi leírásból ismeretessé vált továbbá olyan hőkezelés, aminél az acélt 740-850 C° közötti hőmérsékletről fürdőben 150-250 C° hőmérsékletre hűtik le és ebben legföljebb 45 percig tartják. Fő ismérve, hogy a hűtés az Acx - Ac 3 hőmérséklet tartományból történik és a végtermék elsősorban maradék ferrit és kevés martenzit. A kérdéses műszaki területet átfogóan ismerteti az American Society for Metals, Metals Park,' Ohio, kiadásában megjelent ,,Metals Handbook" című könyv 1964. évi 8. kiadásának 2. kötete a könyv 36-46. oldalain. Ebből kitűnik, hogy az izotermikus hőkezelés ismert módozatai, nevezetesen az ausztemperálás és a martemperálás sikeres végrehajtásának alapvető feltétele van. Ennek lényege, hogy a lehűlési görbének nem szabad belemetszenie az átalakulás kezdetére jellemző és acélonként más-más úgynevezett C-görbe orr-alakú része által határolt mezőbe, általában tehát nem szabad metszenie e C-görbék burkoló görbéjének orr-alakú részét, különben az ausztenit átalakulása olyan hőfokon kezdődik, amelynél nem bainit és martenzit, hanem ennél lágyabb szövetelemekből, nevezetesen ferritből és perlitbol álló szövetszerkezet keletkezik. Az orr elkerülésének gyakorlatilag két feltétele van, amelyek azonnal beláthatok, ha figyelembe vesszük, hogy a C-görbék oly koordináta-rendszerben jelennek meg, amelyeknek X-tengelye az idő (időtengely), Y-tengelye pedig a hőfok (hőfoktengely) és ebben a koordináta-rendszerben a C-görbék orra a hőfoktengely felé irányul. A lehűlési görbe tehát akkor fogja valamely C-görbe és általában a megfelelő burkoló görbe orrát elkerülni, ha egyrészt a hőfoktengelyt hézag választja el az orrtól, vagyis a gyors hűtéshez elegendő idő áll rendelkezésre, másrészt a lehűlési görbe elég meredek, vagyis a hűtés elegendően gyors ahhoz, hogy a lehűlési görbe ezen a hézagon menjen át. Nyilvánvaló, hogy azok az acélok, amelyeknél az orr metszi a hőfoktengelyt, vagyis amelyeknek széntartalma bizonyos határt meghalad, az ausztemperálás és a martemperálás, tehát az izotermikus nemesítés ismert válfajainak alkalmazására eleve alkalmatlanok. Ez a határ a szakirodalomból ismert és már említett 0,50% C. De még azok az acélok is, amelyeknél ilyen hézag van, az ismert izotermikus nemesítésekkel csak akkor kezelhetők, ha a lehűlési görbe meredeksége eleget tesz az említett föltételeknek. Minthogy a meredekség határesete a zérus hűtési időhöz tartozó és így a hőfoktengellyel párhuzamos lehűlési görbe (amely tehát a gyakorlatban 5 megvalósíthatatlan), a 0,50% karbontartalomnál több szenet tartalmazó ötvözetlen acélok is csak akkor ausztemperálhatók vagy martemperáihatók, ha falvastagságuk nem halad meg bizonyos határt, különben a lehűlés a teljes keresztmetszetben nem 10 lehet elég gyors alihoz, hogy a lehűlési görbe ne messen bele a C-görbe, illetőleg a burkoló görbe orrába. Ez a határ a szakirodalomból ismert és már ugyancsak említett 5 mm. Ez a magyarázata annak, hogy 0,50% szén tartalomnál kevesebb szenet tartalmazó ötvözetlen acélból készült és 5 milliméternél vastagabb munkadarabok a szakirodalom szerint izotermikus 20 hőkezeléssel nem nemesíthetők, jóllehet az ilyen igénytelen acélok nemesíthetőség esetén a könnyű vasszerkezetek egyre szélesebb körű alkalmazása folytán fontos ipari igényt elégítenének ki, mert olcsóságuk révén különösen alkalmasak lennének 25 tömeges alkalmazásra, ahol a költségek döntően lépnek előtérbe. Találmányunkkal e hiányosság kiküszöbölése, nevezetesen olyan kombinált hőkezelési eljárás 30 kidolgozása a célunk, amellyel 0,50 százaléknál kisebb széntartalmú ötvözetlen acélból készült és 5 milliméternél vastagabb munkadarabok is nemesíthetők és ezzel alkalmassá tehetők arra, hogy olyan területen is fölhasználhatók legyenek, ahol 35 mindezideig csak viszonylag nagyobb széntartalmú vagy ötvözött, tehát drágább acélokat kellett használni. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy ha a 40 lehűlési görbe a C-görbék burkoló görbéjének orrészébe belemetsz és elég meredek ahhoz, hogy onnan ki is lépjen, illetve a perlit és bainit mezőt határoló görbét átmetszi (folyamatos hűtés) az ausztenit egy része eléri a martenzit mezőt 45 amelyben azután martenzitté, bainitté (izotermás hűtés) alakul át és ez biztosíthatja a hőkezelés ezen acélminőségeknél nem várt nemesítő hatását. Ezt a föltételezést számos acéllal végzett kísérletsorozat meglepetésszerűen jó eredménnyel egyér-50 telműen igazolta, úgy hogy a találmányunk szerinti eljárást folyamatos és izotermás - kombinált — hűtéssel elért nemesítő hőkezelés oly új válfajának kell tekintenünk, amely legföljebb 0,50% széntartalmú ötvözetlen acélból készült munkadarabok 55 nemesítését is lehetővé teszi. Eljárásunknál az izotermikus hőkezeléssel összhangban a munkadarabot önmagában ismert módon ugyancsak az ausztenitképződés kezdetére jellemző hőmérsékletnél nagyobb kezdeti hőmérsékletre izzítjuk, majd 60 erről a kezde.ti hőmérsékletről gyorsan a martenzitképződés kezdetére jellemző hőmérsékletnél kisebb közbenső hőmérsékletre hűtjük, - folyamatos hűtés — meghatározott ideig ezen a közbenső hőmérsékleten tartjuk, - izotermás 65 hűtés - majd szobahőmérsékletre hűtjük. A 2
