Способ изготовления стальных кольцевых изделий

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий противофлокенную обработку путем нагрева и выдержки в течение 3-6 ч, нагрев до температуры прокатки, прокатку и термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества путем более полного удаления водорода, выдержку проподят при 900-1000°С. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае 01) 1д) С 21 0 9/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ kOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И

К АВТОРСКОЬГФ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зяьдцрт.-.. „. (21) 3395115/22-02 (22) 12.02.82 (46) 15.07.84. Бюл. N 26 (72) В.И. Шаповалов, Н.В. Антипова, В.В. Трофименко, M.È. Староселецкий, В.И. Хейфец, Б.А. Перков, А.И. Токмаков и Е.И. Иванченко (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 62!.785.79(088.8) (56) 1. Производство бандажей и колес.

Технологическая инструкция ТИ-41П-76.

Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И. Ленина.

2. Авторское свидетельство СССР

М 656717, кл. С 21 D 9/34, 1977. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий противофлокенную обработку путем нагрева и выдержки в течение 3-6 ч, нагрев до температуры прокатки, прокатку и термическую обработку, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества путем более полного удаления водорода, выдержку проводят при 900-1000 С.

1102816

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при изготовлении и термической обработки кольцевых изделий типа венцов, фланцев обойм подшипников и т,д.

Известен способ изготовления кольцевых изделий, включающий нагрев заготовки, ее прошивку, формовку, прокатку и последующую противофлокенную обработку готовых изделий 13.

t0

К недостаткам данного способа относится низкое качество готовой продукции из-за неполного удаления водорода из металла, обусловленное низкотемпературной выдержкой изделий 15 в стопах до 15 т, что, в конечном итоге, отражается на эксплуатационных характеристиках изделий.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- щ му результату способ изготовления железнодорожных колес путем нагрева заготовки, ее формовки, прокатки и противофлокенной обработки, осуществляемой в два этапа: первый — путем д изотермической выдержки заготовок в течение 3-6 ч при 650-680 С; втоо рой - путем изотермической выдержки готовых колес в течение 4 ч при 650680 С $23

Недостаткам известкого способа является отсутствие существенного удаления водорода из металла при 650680 С на обоих этагах.

ЗБ

Кроме, этого, данный способ характеризуется низкой производительностью из-за 4 ч противофлокенной обработки готовых изделий (колес).

Цель изобретения — увеличение про-40 изводительности и повышение качества путем более полного удаления водорода °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления стальных кольцевых иэделий, включающему противофлокенную обработку путем нагрева и выдержки в течение

3-6 ч, нагрев до температуры прокатки прокатку и термическую обработку,50

Ф

О выдержку проводят при 900-1000 С.

Нижний предел (900 С) определен из условий наиболее эффективного удаления водорода и минимальной потери металла. Нагрев выше 1000 С приводит 55 о к значительным безвозвратным готерям металла в окалину, а также к значительному повышению энергозатрат.

Пример. В мартеновском цехе на разливке отбирают пробы жидкой низколегированкой стали с содержанием углерода 0,557 и анализируют на содержание водорода. Слитки весом

4,5 т, разрезают на заготовки весом

500 кг. Заготовки анализируют ка содержание водорода, затем обрабатывают по предлагаемому и известному 2 способам, По предлагаемому спосьбу противофлокенную обработку заготовок ведут при 950 С в течение 5 ч, затем нагрео о вают под деформацию до 1200 С, выдерживают 3 ч, прокатывают ка черновой и чистовой клетях, получив силовые кольца наружным диаметром 1000 мм, внутренним диаметром 700 мм и высотой 150 мм.

Прокатанные кольца собирают в сТо пы и, не допуская снижения температуры ниже 600 С, задают в лечи, где нагревают под термообработку при о

800 С в течение 2 ч. При этой температуре осуществляют снятие напряжений после проката и, следовательно, протипофлокенную обработку готовых изделий, что значительно удешевляет весь цикл производства. После нагрева под термообработку кольца закаливают и отпускают при 450 С в течение 3 ч. о

Кинетика удаления водорода при изготовлении стальных кольцевых изделий по предлагаемому способу и способу — прототипу приведена в таблице.

Скачкообразное уменьшение растворимости водорода в стали при переходе ее из жидкого состояния в твердое обуславливает ликвидацию этого элемента в процессе кристаллизации. Концентрация водорода закономерно повышается от периферии к центру и от прибыльной части слитка к донной.

Среднее содержание водорода в заготовках из донной части слитка составляет 8,0-6,О см /100 г, что на

2-1, 5 см / 100 г вьш е, чем в заготовках головной и центральной части слитка.

Предварителькая противофлокенная обработка заготовок при 650 С не прио водит к заметному удалению водорода, поэтому его содержание остается на том же уровне, что и при порезке слитков

При нагреве заготовок под прокат до 1200 С водород заметно удаляется

0 по всему сечению заготовки и остает

1102816 ся в зависимости от исходного распределения в заготовке на уровне 3,85,0 см /100 г.

После горячей пластической деформации не происходит заметного измене- 5 ния по содержанию водорода в элементах изделия.

Противофлокенная обработка, дальнейший нагрев под термообработку до

800 С и отпуск к заметному удалению водорода из изделия не приводят.

Водород интенсивно удаляется из массивных заготовок среднеуглеродистых, низколегированных (мартеновских) сталей на этапе высокотемпературного нагрева. Остальные технологические операции, связанные с нагревом, пракТехнологические этапы производства

ПлавПараметры

Противофлокен- ная обработка

Нагрев под деформацию

Заготовки

Противофлокенная обработка ка

По пред лагаемо

По По преди рс — лагаемоПо По предпро- лагаемоПо По предпрототипро- лагаемототи- му спЬпу собу ч оти- му спопу собу тоти- му спопу собу му способу пу

12549 Температура, С 20

650 950 1200 1200 650

Время выдержки, ч

3 3

5,05,2

4, 1- 2,84,8 3,0

4,04,5

3,93,6

31551 Температура, С 20

1200 1200 650"

650 950

Время выдержки, ч

3 3

4,3

4,9

6,9- 4,57,0 4,8

4,2- 3,0-.

5 0 3,2

Содержание

2 5,0- 5,0 см /100 r 5,2 5,2

Содержание

Н2 см /100 г 7,0 7,0 тически не приводят к выделению водорода из металла и флокеночувствительность стали понижается незначительно.

Вследствие более глубокого удаления водорода на этапе противофлокенной обработки, предшествующей пластической деформации, отпадает необходимость в проведении второго этапа противофлокенной обработки после пластической деформации. В результате достигается сокращение производственного цикла примерно на 20Х, что в свою очередь приводит к увеличению производительности.

Годовой экономический эффект составляет около 640 тыс.руб. !

1102816

Продолжение таблицы

Технологические этапы производства

Параметры

Мехобработка

Нагрев под термообработку

Отпуск

Готовые изделия

По предлагаемоПо

По По предripo- лагаемотоФи- му спопу собу

По предлагапрототипрототи му способу емому способу пу пу

12549 Температуо ра, С

450 450 20 20

800 800

Время выдержки, ч около

2 сут.

4,0

4,5

2, 3 3,8- 2, 3- 3,8- 2,.32,5 4,3 2,5 4,3 2,5

3,84,3

31551 Температуа оС

800 800 450 450

Время выдержки, ч около

2 сут.

Содержание

Ъ 4,2 см /100 r 4, 9

4,0 2,5

4,5 3,0

Составитель И. Липгарт

Редактор Л. Пчелинская Техред Л. Коцюбняк

Корректор А. Ильин

Заказ 4906/16 Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. проектная, 4

Плавка, Р

Содержание

Нф см /100 r

По По предпро- лагаемо" тоти- му спопу собу

4,0 2,5 4,0- 2,54,5 3,0 4,5 3,0