Способ термической обработки цельнокатаных колес

 

Изобретение относится к металлургии , конкретнее к способам термической обработки цельнокатаных колес. Целью изобретения является увеличение производительности процесса . Способ включает аустенизацию, охлаждение обода до среднемассовой температуры 520-570 С, ступицы до t + (0-50)С и последующий отпуск ПТ в течение 2,0-2,3 ч. Использование способа позволяет сократить продолжительность термической обработки на 12-20% и повысить производительность процесса на 15% при сохранении требуемого уровня механических свойств. 1 табл. (Л 00 00 со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5)) 4 С 21 D 9/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3889942/22-02 (22) 30 ° 04.85 (46) 23.09.87. Бюл. У 35 (71) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. Карла Либкнехта (72) А.Т. Есаулов, M.И. Староселецкий, Ю.А. Башнин, В.В. Озимина, Ю.М. Сидоренко, В.Г. Дюбченко, M.Â. Кузмичев, В.M. Озимин, А.И.Весна, В.К. Галкин и В.С. Мазуркевич (53) 621.785.796(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 549489, кл. С 21 D 9/34, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1087557, кл. С 21 D 9/34, 1984. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЕС (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам термической обработки цельнокатаных колес. Целью изобретения является увеличение производительности процесса. Способ включает аустениэацию, охлаждение обода до среднемассовой о температуры 520-570 С, ступицы до

+ (0-50) С и последующий отпуск

0от в течение 2,0-2,3 ч. Использование способа позволяет сократить продолжительность термической обработки на 12-20Х и повысить производительность процесса на 157 при сохранении Я требуемого уровня механических свойств. 1 табл.

1339148

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам термической обработки цельнокатаных колес.

Целью изобретения является увеличение производительности процесса.

Способ включает аустениэацию, охлаждение обода до среднемассовой температуры 520-570 С, ступицы — до о (0-50) С и последующий отпуск )p в течение 2,0-2,3 ч.

Пример 1. Цельнокатаное железнодорожное колесо 10 950 мм иэ стали с содержанием углерода 0,537 (нижний предел по ГОСТУ) и марганца 15

0,677 нагревают до температуры аустео низации (860 С) и помешают н установку для прерывистого упрочнения обода водой. Упрочнение н едут в течение

130 с до достижения среднемассоной 2р температуры обода 520-550 С. Затем коле со укладывают в стопу и пр оиэ водят пр инудительное охлаждение ступицы воздухом до среднемассоной температуо ры 450-470 С с одновременным подсту- 25 живанием обода до среднемассовой температуры 430-450 С, при этом среднемассовая температура всего колеса становится равной температуре отпуска. Далее стопу колес загружают в колодец шахтного типа и производят о отпуск при 450 С в течение 2,0 ч.

Проведенный хронометраж показывает, что продолжительность процесса термообработки сокращается на 51 мин эа счет уменьшения времени закалки на 70 с, подстуживания на 20 мин и отпуска на 30 мин.

Контроль механических свойств колес показывает их соответствие требованиям ГОСТа.

Пример 2. Цельнокатаное железнодорожное колесо 9 950 мм из стали с содержанием углерода 0,657. и марганца 0,847 (верхний предел по 45

ГОСТУ) нагревают до температуры аустенизации (860 С) и помещают в установку прерывистого упрочнения обода водой. Упрочнение ведут н течение

120 с до достижения среднемассовой температуры обода 540-570 С. Затем колесо укладывают в стопу и производят принудительное охлаждение ступицы воздухом до среднемассоной темперао туры 520-550 С с одновременным подстуживанием обода до среднемассовой о температуры 470-490 С, при этом среднемассовая температура всего колеса становится равной температуре отпуска. Далее стопу загружают н колодец шахтного типа и проиэнодят отпуск о, при 500 С в течение 2,0 ч. Продолжительность процесса термообработки сокращается на 50 мин за счет уменьшения времени закалки на 30 с, подстужи— нания на 20 мин и отпуска на 30мин.

Механические снойстна колес соответствуют требованиям ГОСТа.

В таблице приведены данные механических и эксплуатационных свойств колес после обработки по известному и предлагаемому способам, а также по режимам, выходящим за граничные условия обработки.

Как видно иэ приведенных н таблице данных, повышение температуры о окончания закалки до 570 С обеспечивает сокращение продолжительности закалки на закалочных машинах, не приводя при этом к снижению уровня механических свойств. Кроме того, отмечается снижение уровня остаточных технологических напряжений по сравнению с известным способом,происходящее вероятно в результате уменьшения градиента температур между элементами колеса.

В случае окончания закалки при

580 С имеются случаи снижения харак-. теристик прочности колес, главным образом, в случае задержек при снятии колес с закалочных машин и установке их на установку для принудительного подстуживания.

Уменьшение продолжительности отпуска до 2 ч, осуществленное за счет исключения операции подогрева обода до температуры отпуска, не сказывается на изменении уровня механических свойств и эксплуатационных характеристик колес. В случае проведения отпуска продолжительностью

1,7 ч отмечают некоторое повышение уровня остаточных напряжений н элементах колес, Как видно из таблицы, после обработки по известному и предлагаемому способам достигаются одинаковые механические свойства. Преимущество предлагаемого способа заключается в повышении производительности процесса термообработки колес.

Как указано н примерах 1 и 2, сокращение продолжительности термической обработки составляет не менее

50 мин, т.е. 12-207., что весьма существенно.

1339148

Показатели по примеру

5 6

Характеристика колес

7 8 9

3 4!

Продолжительность

2,0 1,7 2,5

2,5

2,5 2,0

1,7 отпуска, ч

Содержание,7: углерода

Оэ53 Оэ53 Оэ53 Оэ53 Оэ53 0153 Оэ53

0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 марганца

Временное сопротивление, МПа

960 950 940

950

940 940 950

Относительное удлинение,X 13,0 14,0 13,0

1210 12ь0 12в0

22,0 22,0 22,0

12,0

Относительное сужение,7 22,0 21,0 22,0

20,0

Ударная вязкость, МДЖ/м

0,42 0,42 0,37

041 043 039 040

Уровень остаточных напряжений: на поверхности обода (сжимающие) в переходах из

18 19

15

17

15 диска в обод (растягивающие) в ступицу

14 14 15

10 в ободе на глубине

30 мм

Сопротивляемость выкрашиванию на глубине

30 мм, кг/мм

Износ на 10 оборотов образца на глубине

ЗО мм, r

45 45

46

45

1,1 1 2 1,3

1,2

1,2

1,3

1,3

Примечание: способ 5a — прототип, способы Зб и 4б — заявляемые, спос обы

3а, Зв, 4а 4в — по режимам, выходящим за граничные условия.

Указанное уменьшение продолжительности термообработки достигается за счет значительного сокращения операций закалки и отпуска, а также исключения отдельной операции подстуживания колес в стопах на полу цеха, так как подстуживание по предлагаемому способу проводится в период набора колес в стопы.

При работе по предлагаемому способу в условиях термоучастка колесопрокатного цеха число обрабатываемых колес за восьмичасовую смену составляет (в среднем эа месяц) 378 шт. при обработке по известному способу

327 шт. Повышение производительности процесса составляет 15,67.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ термической обработки цельнокатаных колес, включающий нагрев до температуры аустенизации, охлаждение обода и ступицы с последующим отпуском, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с цепью увеличения производительности процесса, охлаждение обода ведут до среднемассовой температуры 520-570 С, после чего производят охлаждение ступицы воздухом до среднемассовой температуры, равной t»„ +(0-50) С, с одновременным подстуживанием обода до среднемассовой температуры, равной — (0-30) С, а отпуск проводят в течение 2,0 — 2,3 ч.