Способ закалки массивных изделий цилиндрической формы

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способам закалки крупногабаритных деталей цилиндрической формы. Целью изобретения является повышение комплекса прочностных и пластических свойств деталей диаметром преимущественно более 600 мм. Способ включает аустенитизацию, вьщержку и охлаждение в двух средах: сначала водяным душем с удельным расходом воды 0,001- 3,005 до полного подавления перлитного превращения в центре изцелия, потом вентиляторным или компрессорным воздухом. Использование :пособа позволяет получить после закалки полностью бейнитную структуру, существенно повысить характеристики прочности, пластичности и снизить переходную температуру хрупкости. 1 табл. СЛ

2 584 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИН (1Е (11) (51)4 С 21 D 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

°

Оа

3В г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТй 1 (21) 3852777/22-02 (22) 28. 01. 85 (46) 15.07.87. Бюл. У 26 (71) Производственное объединение

"Ново-Краматорский машиностроительный завод" (72) А.Н.Минков, И.А.Борисов, В.А,Плеханов, В.Е.Лошкарев, С.Ш.Татаркулов, Ф.И.Жварницкий, В.Д.Дзюба и В.Т.Алексеенко (53) 621. 785. 616. 2 (088. 8) (56) Борисов И.А., Суровцев А.И., Астафьев А.А. Совершенствование оборудования и технологии термообработки крупных роторов. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1973, в. 13-73-11, с.30.

Авторское свидетельство СССР

В 456002, кл. С 21 D 1/56, 1971. (54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ MACCNBHblX ИЗДЕЛИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способам закалки крупногабаритных деталей цилиндрической формы. Целью изобретения является повышение комплекса прочностных и пластических свойств деталей диаметром преимущественна более

600 мм. Способ включает аустенитизацию, выдержку и охлаждение в двух средах: сначала водяным душем с удельным расходом воды 0 0013,005 м /м с до полного подавления перлитного превращения в центре изцелия, потом вентиляторным или компрессорным воздухом, Использование

=пособа позволяет получить после закалки полностью бейнитную структуру, существенно повысить характеристики прочности, пластичности и снизить переходную температуру хрупкости.

1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам термической обработки крупногабаритных изделий.

Цель изобретения — повышение комплекса прочностных и пластических свойств изделий.

Способ термической обработки включает аустенитизацию, охлаждение в двух средах: сначала с максимальной 1g охлаждающей способностью до полного подавления перлитного превращения, затем с минимальной охлаждающей спо- собностью.

Способ осуществляют следующим об- 13 разом.

Закалке подвергался вал-шестерня диаметром 800 мм из стали 35ХНЗМ по следующему режиму.

Нагрев до температуры аустенити- 20 зации и охлаждение осуществляют первоначально в течение 75 мин, т.е. до полного подавления перлитного превращения водяным душем (при этом удельный расход воды 0 005 м /м с, 2S

-а затем - вентиляторным воздухом при давлении в воздуховоде 0,008 МПа.

Выбор условий охлаждения проведен на основании термокинетической диаграммы данной марки стали. 30

Центральные зоны при охлаждении претерпевают бейнитное превращение.

При этом температурный перепад между центром и поверхностью заготовки в температурном диапазоне формирования пластических деформаций уменьшается, 35 что приводит к снижению закалочных напряжений и исключению образования закалочных трещин.

Пределы для значений удельного расхода воды при охлаждении водяным душем выбраны на основании проведенных экспериментальных работ и установлено, что при значениях выше

84 2

0,005 м /м2. с скорость охлаждения центральных зон массивных заготовок (изделий) диаметром 800 мм и более не увеличивается иэ-за недостаточной теплопроводности металла.

Поэтому применение .водяного душа с расходом воды выше 0,005 м /м ° с является экономически нецелесообразным.

При охлаждении водяным душем с удельным расходом менее 0,001 м /м с скорость охлаждения иэделий диаметром

600 мм и более оказывается недостаточной для предотвращения перлнтного превращения.

При исследовании охлаждающей способности вентиляторного и компрессорного воздуха установлено, что вентиляторный воздух при давлении менее

0,001 МПа обладает низкой охлаждаю" щей способностью, что увеличивает продолжительность охлаждения и приводит к неоправданному увеличению времени использования технологического оборудования.

При давлении компрессорного воздуха выше 0,4 МПа его охлаждающая способность практически не увеличивается, однако расход значительно возрастает и поэтому использование его является экономически нецелесообразным.

Для сравнения проведена термообработка такой же детали по известному способу: нагрев до температуры аустенитизации и охлаждение водяным душем до температуры поверхности

170 С в течение 7 мин, затем на воз6 духе в течение 5 мин и .окончательное охлаждение в масле.

Механические свойства металла центральных зон вал-шестерни диаметром 800 мм из стали 35ХН3М приведены в таблице.

Предел прочности, MIa

Ударная вязкость

КСУ,М Дж/

Относительное

ОтносительСпособ закалки

Предел текучести, МПа

Переходная температура хрупкости, т„ С ное сужение, 7 удлинение, 7.

Предлагаемый

72,0

-10

1,92

760 650

Известный

22,5

672 520

+15

1 При закалке по предлагаемому способу вал-шестерни весь объем металла по сечению претерпевает бейнитное превращение, в то время как при закалке того же вала-шестерни по известному способу внутренние зоны изделия (размер зоны 200 мм) претерпевают перлитное вревращение.

Составитель В. Русаненко

Редактор M,Íåäoëóæåíêî Техред И.Попович Корректор Я,Король

Подписное

Заказ 2933/30 Тираж 549

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производс гвенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 132

Из таблицы видно, что при охлаждении по предлагаемому способу по сравнению с известным выше комплекс прочностных пластических свойств, а также сопротивление хрупкому разрушению (которое определяется переходной температурой хрупкости).

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить !

3584 4 качество массивных изделий цилиндрической формы диаметром более 600 мм.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ закалки массивных изделий цилиндрической формы преимущественно диаметром более 600 мм, включающий нагрев до температуры аустенитизации, выдержку и охлаждение, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повы10 шения комплекса прочностных и пластических свойств изделий, охлаждение производят сначала водяным душем с удельным расходом воды 0 001.0,005 м /м . с до достижения центром

15 изделйя температуры конца перлитного превращения, потом - вентиляторным ,или компрессорным воздухом при давлении 0,001-0,008 и 0,01-0,4 NIa соответственно.