Способ термоциклической обработки низкоуглеродистых сталей

 

Изобретение относится к термообработке низкоуглеродистых сталей. Цель изобретения - повьшение эрозионной стойкости изделий из,низкоуглеродистых сталей. Для этого изделия подвергают термоциклической обработке в интервале температур 750-780 С со скоростью 10-20 С/мин при числе циклов 10-20. 1 з.п. ф-лы, I табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК О4 С 21 D 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4171868/31-02 (22) 04.01.87 (46) 30. I2,.88. .Бюл. .Ф 48 (71) Институт металлургии им. А.А.Байкова (72) И.И.Новиков, А.N.Мордухович, О.А.Кривда, В,А,Дементьев, И.А.Шалобасов, Б.Я.Ивницкий, Г.А.Филиппов и П.А,Антикайн (53) 621.785.79 (088.8) (56) Федюкин В.К. Метод термоциклической обработки металлов.-Л., изда" ние Ленинградского университета, 1984.

Нагорный Л.К. и др. Термоциклическая обработка поковок из стали 40Х.

Технология, организация и механизация процессов термической и химикотермической обработки и покрытия ме" таллов.

„.,SU„„1447887 А1 (54) СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к термообработке низкоуглеродистых сталей.

Цель изобретения — повышение эрозионной стойкости изделий из,низкоуглеродистых сталей. Дпя этого изделия подвергают термоциклической обработо ке в интервале температур 750-780 С о со скоростью 10-20 С/мин при числе циклов 10-20. 1 э.п. ф-лы, 1 табл.

1447887

Изобретение относится к термообработке, в частности к термической обработке низкоуглеродистых сталей, и может быть использовано при изготов5 ленни корпусных деталей арматуры, труб.

Цель изобретения — повышение эрозионной стойкости низкоуглеродистых сталей и изделий из них. 10

П р и М е р l. Сталь 20 ГОСТ, 1050 — 74 подвергают термоциклической обработке со скоростью циклирования 10 С/мин при 750-775 С. Термоциклирование образцов проводят на ус- 15 тановке с числовым программным управлением с инфракрасным излучателем марки SinY U-RICO модели RHL-610/HPC

5000 (Япония). Образцы нагревают до температуры 750+0,5 С в воздушной - 20 среде, после чего задают скорость термоциклирования, т.е. образцы нагревают от 750 до 775+0,5 C со скоростью 10 С/мин и при достижении

775 С охлаждают также со скоростью 25

10 С/мин 1,также в воздушной среде) .

После последнего цикла охлаждение до

:комнатной температуры также проводилось на .воздухе. Как показали эксперименты, реальные скорости охлаждения 30 от нижней температуры до комнатной для цели изобретения существенного значения не имеют.

При 5 циклах процесс перераспределения структурных составляющих не закончен и измельчение исходного зерна еще недостаточно для получения материала с максимальной эрозионной стойкостью. При 10 циклах образуется однородная структура в виде перлитно- 40 ферритной смеси с размерами элементов структуры 7-8 баллов по ГОСТ 5639-65 °

Сталь с такой структурой обладает повышенной эрозионной стойкостью. Эрозионную стойкость определяют по мета- 45 дике, принятой в энергомашиностроении, заключающейся в испытаниях образцов материала в высокоскоростном потоке питательной воды (давление

18 ИПа, температура 175 С, скорость потока 120 м/с). Укаэанным способом испытывают материалы на щелевой износ. Степень износа материала оценивеют по средней глубине, измеренной в различных точках участка эрозии.

Пример 2. Сталь 20 ГОСТ

1050-74 подвергают термоциклической

О обработке со скоростью 15 С/мин при температуре циклирования 755-780 С.

При 10 циклах образуется однородная структура в виде перлитно-ферритной смеси с размерами элементов структуры 5-6 баллов по ГОСТ 5639-65. При

15 циклах размер элементов структуры практически не измельчается и составляет также 5-6 баллов. Сталь с такой структурой обладает максимальной эрозионной стойкостью.

При 20 циклах размер элементов структуры составляет 6-7 баллов с преобладанием мелких зерен. Эрозионная стойкость сохраняется на высоком уровне, однако увеличение числа циклов более 20 приводит к превалированию рекристаллизационных процессов и, как следствие, к росту зерна и уменьшению эрозионной стойкости.

При 25 циклах размер элементов структуры составляет 4-5 баллов.

Пример 3. Сталь 20 ГОСТ

1050-74 подвергают термоциклической о обработке со скоростью 20 С/мин при температуре 750-780 С. При 5 циклах образуется неоднородная структура в виде перлитно-ферритной смеси с размерами элементов структуры 4-5 баллов.

При 10 циклах структура в результате перераспределения перлитно-фер- ритных составляющих становится одно" родной, размер элементов структуры

6-7 баллов.

При 15 циклах размер элементов структуры составляет 6-7 баллов; при

20 циклах — 5-6 баллов, при 25 — порядка 4 баллов.

Пример 4. По известному способу сталь 20 ГОСТ 1050-74 подвергают термоциклической обработке со скоо ростью 4 С/мин при температуре 640о

790 С (оптимальная температура при оптимальной скорости), Число циклов5. Термоциклирование и охлаждение проводят на воздухе, Иеталлографический анализ показал, что структура образцов, подвергнутых такой обработке, представляет собой неоднородную перлитно-ферритную смесь с размером элементов структуры порядка 80-100 мкм (3-4 балла по ГОСТ 5639-65), Процессы перераспределения структурных составляющих и измельчение зерна незначительны. Сталь с такой структурой не обладает повышенной эрозионной стойкостью. Свойства стали 20, обработанной по режимам, описанным в примерах, приведены в таблице.

)447887 чающий многократный нагрев и охлаждение до заданных температур, о т л ич а ю шийся тем, что, с .целью

Ф повышения эрозионной стойкости, термоциклирование проводят в интервале о температур 750-780 С со скоростью нагрева и охлаждения 10-20 С/мин.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что число циклов устанавливают в пределах 10-20.

1

Скорость Число

Р циклирова- циклов, кг мм ния С/мин и

3, ж у Ж Скорость износа, мкм/ч

24,6

2,5

25,4

24,0

26,7

26,8

25,0

22,1

21,0

26,7

70,!

25,9

21,2

68,0

42,0

25,0

Составитель С.Подгурский

Редактор М.Петрова Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 6811/30 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что за счет повышения эрозионной стойкости обеспечивается

5 повышенная надежность иэделий из низкоуглеродистых сталей и увеличивается их срок службы в слабоагрессивных средах.

Формула изобретения

1. Способ термоциклической обработки ниэкоуглеродистых сталей, вклю5 60.,2

10 6?, 6

l0 68

15 68,6

20 70,7

25 62,2

5 56,4

l0 60,1

15 68,7

53 2,3

44,2 2,2

52,4 2,!

51,2 2,1

49,5 2,4

69 2,5

60,2 2,1

52,4 2,2

53,2 2,1

47,4 2,?

55,0 2,8