Способ термической обработки крупных поковок

 

Изобретение относится к технологии термической обработки стали и может быть использовано для термической обработки деталей машин ответственного назначения. Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости. Поковку из стали 15 ХСНД диаметром 300 мм и длиной 1500 мм куют из слитка. Температура конца деформации 920°С, охлаждение в воде. Затем поковки подвергают термоциклической обработке около точки Ас<SB POS="POST">1</SB>. Обработка ведется таким образом, что перегрев относительно точки Ас<SB POS="POST">1</SB> осуществляется на 5 - 20°С, а охлаждение - до температур выше начала мартенситного превращения. При этом количество циклов должно обеспечивать первоначальное значение температуры Ас<SB POS="POST">1</SB>. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ()1) (5)) 4 С 21 D 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

КРУПНЫХ ПОКОВОК (57) ИзоЬретение относится к технологии термической обработки стали и может быть использовано для термической обработки деталей машин ответственного назначения. Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости.

Поковку из стали 15 ХСНД диаметром

300 мм и длиной 1500 мм куют из слитка. Температура конца деформации

920 С, охлаждение в воде. Затем поковки подвергают термоциклической обработке около точки Ас,. ОбраЬотка ведется таким оЬразом, что перегрев относительно точки Ас осуществляется сна 5-20 С, а охлаждение - до температур выше начала мартенситного превращения. При этом количество циклов должно обеспечивать первоначальное значение температуры Ас). 2 табл.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П.)НТ СССР

1 (2!) 4316881/23-02 (22) 13.10.87

"(46) 15.12.89. Бюл. N 46 (71) Днепропетровский завод металлургического оЬорудования (72) В.Г.Дубинская, О.С.Хусид и А.П.Клименко (53) 621.785 79(088.8) (56) Термическая обработка крупных роторных поковок за руЬежом. М.:

НИИинформмаш, 1975, с. 7-23.

Авторское свидетельство СССР

)) 998541, кл. С 21 D 1/78, 1983.

Дубинская В.Г., Астафьев А.А.

Предварительная термическая оЬработка крупных поковок. Технология, организация и механизация процессов термической, химической обработки и покрытия металлов. М., 1983, сер. 13, вып. 10, с. 1-4.

Металловедение и термическая обработка металлов. — 1983, N 12, с.11,12.

Изобретение относится к технологии термической обработки стали и может быть использовано для термической обработки деталей машин ответственного назначения.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки крупных поковок, включающему закалку с температуры окончания горячей пластической деформации и высокий отпуск, нагрев и охлаждение после закалки ведут циклически около точки Ас„ с перегревом на 5-20 С, охлаж- дением до температур бейнитного превращения и количеством циклов, обеспечивающим первоначальное значение температур Ас для материала поковки.

Термоциклирование около точки Ас,( позволяет уменьшить размер действительного зерна, что ведет к увеличению ударной вязкости материала поковок.

Перегрев более чем на 20 С выше точки

Ас снижает твердость и износостойкость иэделий. Перегрев меньше чем на 5 С трудно достижим °

Переохлаждение аустенита до температур бейнитного превращения спосфзствует повышению прочности.

1528798

Табли ца 1

6, KCV -40 С, МПа МДж/м2

Температура переохлаждения, ОС

Способ термообработки

КоличестВо циклов

Температура перегрева, OC

5 6.

600 0,75 с отклоне670 0,98

680 1,20

760

550 нием

Предлагаемый

530

750

Термоциклирование ведет к изменению температуры Ас<, причем через определенное количество циклов точка Ас имеет первоначальное значение Это ко-5 личество циклов соответствует максимальной ударной вязкости материала при данной обработке.

Поковку из стали 15ХСНД и 20ХГСА диаметром 300 мм и длиной 1500 мм ко- 10 вали из слитка. Температура конца о деформации 920-880 С, охлаждение в воде. Нагрев и охлаждение при термоциклической обработке проводили в шахт ных печах путем поочередной загрузки °

Изменение положения точки Ас в процессе термоциклирования определялось предварительно методом дифференциального термического анализа с записью кривых нагрева, охлаждения и критических точек, При этом моделировались все технологические параметры при обработке поковок (обжатие, закалка, температуры нагрева и охлаждения, скорости нагрева и охлаждения 25 и др.). Точность определения критичес ких точек +1,5 С.

Пластическая деформация и закалка с температур конца пластической деформации определяли исходную струк- З0 туру и исходное положение точки Ас .

В процессе предварительных экспери ментов определяли меха.-(ические свойства и структуру.

Исходная температура Ас стали

15ХСНД 745 С, в процессе ТЦО îíà падао 35 ла до 725 С и после пяти циклов вновь подымалась до 745 С у стали 20ХГС точки Ас, составляла 750О С в процессе

ТЦО падает до 730 С и после четырех циклов подымается вновь до 750 С. о

Сталь 15ХСНД

Известный 760-770- 650 3

790

Режимы оЬработки и результаты испытаний показаны в табл. 1.

Значения механических свойств поковок из сталей 15ХСНД, 20ХГСА и 40ХН, обработанных по предлагаемым режимам с охлаждением до областей перлитного (по известному способу) и Ьейнитного превращения (по предлагаемому), а также соотношения структурных составляющих приведены в табл. 2.

Приведенные данные подтверждают наличие при оптимальном количестве циклов более высокого комплекса механических свойств при охлаждении до температур Ьейнитного превращения.

Как видно из табл. 1 и 2 сравнительных испытаний, предлагаемый cnocob увеличивает одновременно прочность и вязкость сталей, что позволяет увеличить эксплуатационную стойкость °

Предлагаемый способ обработки позволяет повысить стойкость получаемых деталей в 1,4-1,6 раза по их эксплуатации. формула изоЬретения

Способ термической обработки крупных поковок, включающий закалку с по;ледующим циклическим нагревом и охлаждением около точки Ас„ с перегревом на 5-20 С, о т л и u а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, охлаждение при термоциклировании ведут до температур бейнитного превращения с количеством циклов, обеспечивающим первоначальное значение температуры Ас< для материала поковки.

1528798

Продолжение табл.1. с отклонением

760 550 4

620 0,80

620 ° 0,80

620 0,61 с отклонением

750 600 3

Сталь 20ХГСА

Известный 760-770- 650 3

790 с отклоне760

600 нием

Предлагаемый

650 0,75

765

580

700 1,10

680 0,98

640 0,70

650 0,75 с отклонением

II !!

600

770

Табли ца 2

КСЧ -40 С, МДжlм b

МПа

Структурные составляющие (количество), ф

Количество циклов

Температура переохлаждения, Ос

Марка стали

650

530

15ХСНД

600

580

20ХГСА

750 0,95

970 1,25

6?0

40XH*

500

*Количество циклов-3 является оптимальным для стали 40ХН.

Составитель А.Орешкина

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Король

Заказ 7616/23 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при (КНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101

600 О, 75.

680 1,20

680 0,98

700 1,10

Ф-30

П-70

Ф-15

Б-85

Ф-20

П-80

Ф-15

П-5

Б-80 ф-10

П-90

Ф-2

П 3

Б-95