Способ термической обработки изделий

 

Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при изготовлении несущих элементов узла разъема корпуса гидрофизического прибора. Цель изобретения - увеличение срока службы изделий путем снижения остаточных напряжений в зоне узла разъема корпуса прибора. После закалки колец - обрамлений прибора их наружную поверхность предварительно делят на равновеликие цилиндрические сегменты и осуществляют нагрев диаметрально противоположных зон между двумя соседними сегментами до температуры не выше температуры рекристаллизации материала колец-обрамлений, а затем охлаждают до комнатной температуры, причем нагрев осуществляют в течение времени, составляющего 0,04-0,06 от времени охлаждения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))g С 21 D 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4469921/31-02 (22) 29.07.88 (46) 23.05.90; Бюл. 19 (71) Николаевский кораблестроительный институт им. акад. С.О.Макарова и Институт проблем прочности АН УССР (72) И.И.Дьячков, И.А.Сазонов и В.Е,Марченко (53) 621.785.79(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 773 103, кл. С 21 Р 9/22, 1978.

Квитка A Ë., Дьячков И.И. Напряженное состояние и прочность оболочек из хрупких неметаллических материалов. - .Киев: Наукова думка, 1983, с. 287.

Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при изготовлении несущих элементов узла разъема корпуса гидрофизического прибора.

Цель изобретения — увеличение срока службы изделий путем снижения остаточных напряжений в зоне узла разъема корпуса прибора.

На фиг. 1 показана схема корпуса гидрофизического прибора; на фиг.2узел разъема корпуса; на фиг.3 схема распределения пластичных и

SU 1565901 А 1

2 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при изготовлении несущих элементов узла разъема корпуса гидрофизического прибора. Цель изобретения - увеличение срока службы изделий путем снижения остаточных напряжений в зоне узла разъема корпуса прибора, После закалки колецобрамлений прибора «х наружную поверхность предварительно делят на равновеликие цилиндрические сегменты и осуществляют нагрев диаметрально противоположных зон между двумя соседними сегментами до температуры не выше температуры рекристаллизации материала колец-обрамлений, а затем охлаждают до комнатной температуры, причем нагрев осуществляют я течение времени, составляющего 0,04 — 0,06 от времени охлаждения. 6 ил. твердых зон на внутренней вертикальной цилиндрической стенке кольца-обрамления; на фиг. 4 - временная зависимость нагрева пластичной зоны; на фиг. 5 - участок кольца-обрамления с металлической накладкой; на фиг. 6 - размецение на кольце-обрамлении роликовых контактов-токоподво 408 °

Пример. Корпус гидрофизического прибора (фиг. 1) содержит две полусферические оболочки 1, изготовленные из алюмоборосиликатного стек1565901 а толщиной 7,0 мм и диаметром

50,0 мм. Между оболочками 1 размеен узел разъема, включающий несущие лементы, выполненные в виде двух олец-обрамлений 2 из стали 4ОХ, термообработанной до HRC 28 - 32, Закрепленных на торцах полусферических оболочек 1 с помощью клеевого состава (не показан). Каждое кольцообрамление 2 содержит (фиг. 2 и 3) снование 3 с опорной поверхностью по которой кольца-обрамления 2 опряжены между собой. Вертикальные илиндрические стенки 5 и 6 образуют ойму для размещения в ней торцовой оны каждой оболочки 1. Торцовая поерхность внутренней цилиндрической тенки 5 каждого кольца-обрамления обращенной внутрь корпуса, выполне20 а в виде чередующихся твердых 7 и ластичных 8 зон, причем предел текучести твердой зоны 7 ь.„ = 785 ИПа, пластичной зоны 8 6т = 30014 МПа. Длина зон 8 составляет С = д 3,0 - 4,0 мм, а твердой зоны 7

35 - 40 мм. Толщина цилиндрической стенки 5 выбрана в соответствии ! 2 ÷ 1 ò ° ò v 1 3 0 выражением н = 0,3h + h, где h =

7,0 мм, и 5,0 мм, и равна 7,1 мм. З0

Часть толщины внутренней стенки благодаря наличию пластичных зон оказывается ненагруженной при рабо1е корпуса под действием внешнего гидростатического давления. Поэтому возможно выполнение в стенке 5 глуих резьбовых отверстий 9 для креплеия к ней собственно элементов гид- . офизического прибора (элементы внутеннего насыщения корпуса не пока заны) .

Конструкция содержит уплотнитель ый элемент - резиновое кольцо 10 между опорными поверхностями колец

2 и бандаж из тиоколового герметика

По наружной поверхности соединения (не показан), т.е. элементы, предназначенные для герметизации корпуса.

Кроме того конструкция содержит прижимные кольца, четыре шпильки с гайками (не показаны), т.е. элементы, 50 необходимые для сборки корпуса.

Перед сборкой корпуса каждое закаленное кольцо-обрамление 2 подвергают дополнительной обработке. Предварительно делят наружную цилиндрическую поверхность внутренней стенки кольца (радиусом К „ = 110 мм) на равновеликие прямоугольные цилиндрические сегменты. (фиг. 3). Число таких сегментов равно 18. После этого на кольцо-обрамление одевают медные металлоемкие на кладки 11 (фиг. 5), кривизна поверхностей которых равна кривизне поверхностей внутренней стенки кольца-обрамления, а их длина составляет 37 - 38 мм.

На основание 3 кольца-обрамления внутренние поверхности цилиндрических .стенок 5 и 6 подают охлаждающую жидкость (воду). Устанавливают (фиг. 6) графитовые роликовые контакты 12 и 13 на стенке 5 кольца-обрам! ления на границе между двумя медными накладками по две пары на диаметрально противоположных границах, чтобы исключить поводку конструкции, причем высоту нагреваемого участка

1, стенки $ выбирают из эмпирического выражения 1„ = (0,57 - 0,61)Ь (в предлагаемой конструкции 1 = 4„1 мм), 1

Графитовые ролики 12 и 13 подключают к выходу трансформатора и при помощи системы управления подают на них регулируемое напряжение. Величину тока I, пропускаемого через нагреваемый участок, изменяют по трапецеидальному закону в пределах О. - 80 Р. (фиг . 4): нагрев в течение 1,21,5 с до температуры 1093 - 1123 К, выдержка 3 - 4 с, уменьшение величины .тока I до нуля в течение 26 - 29 с, Подача воды с комнатной температурой в процессе нагрева исключает возможность полной релаксации в материале.

Перед нагреванием рабочих колецобрамлений проводят тарировку, устанавливая зависимость температуры от величины рабочего тока Т = f(I), при этом температуру изменяют при помощи пирометра.

8 процессе нагрева закаленно" стали до температуры рекристаллизации происходит ее отпуск — увеличение пластйчности. Так,например, при на-греве закаленной стали 40Х до температуры 1118 К и последующем медленном охлаждении до комнаткой происходит снижение ее предела текучести от „= 785 Mfla до 6, = 314 ИПа.

После нагрева три кольца-обрамления разрезают по радиальным сечениям, проходящим через пластичные зоны, выполняют шлифы и определяют методом измерения твердости по Виккерсу на приборе ТП среднюю эффективную толщи1565901

15 ну h пластичной зоны стенки 5 при различных значениях тока I„ „,, выбирая такое его значение, при котором толщина непрогретой эоны составляет 0,3h (z„.„, = 80 А).

Обработанное кольцо-обрамление закрепляют на торце стеклянной полусферической оболочки 1 (Фиг. 1) с помощью эпоксидного компаунда..

После обработки колец-обрамлений

2 собирают 18 корпусов и подвергают их испытаниям гидростатическим давлением на стенде в камерах высокого давления.

В процессе испытаний каждую тонкостенную оболочку нагружают до гидростатического давления 79 МПа со скоростью 0,12 - 0,14 МПа/с. Разрушений оболочек при нагрузках ниже 66 ИПа незарегистрировано. При нагружении в торцовых зонах стеклооболочек величина изгибающих напряжений в их стенках оказывается незначительной благодаря тому, что жесткость узла разъема близка по величине к жесткости стенки стеклооболочки, т.е. узел разъема не препятствует деформированию краев стеклооболочки в процессе ее нагружения.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволит повысить несущую способность тонкостенной оболочки путем снижения уровня напряжений в зоне узла разъема за счет увеличе6 ния площади сопрягаемых поверхностей колец-обрамлений, получить требуемую, предварительно заданную, жесткость внутренней цилиндрической стенки кольца-обрамления без внесения дополнительных концентратов напряжений, а также снизить вероятность появления в металлических элементах конструкции лавинных трещин, приводящих к разрушению корпуса.

Формула и зобретения

Способ термической обработки изделий, преимущественно несущих элементов узла разъема корпуса гидрофйзического прибора, включающий эакал20 ку колец-ебрамлений прибора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы изделия путем снижения напряжений в зоне узла . разъема корпуса прибора, после закалки наружную поверхность колецобрамлений предварительно делят на равновеликие цилиндрические сегменты и осуществляют нагрев диаметрально противоположных зон между двумя соседними сегментами до температуры рекристаллизации материала колец, а затем охлаждают до комнатной температуры, причем нагрев осуществляют в течение времени, составляющего 0,040.06 от времени охлаждения.

Составитель А.Кулемин

Редактор И.Дербак Техред М;яндык Корректор С.йекмар

Заказ 1199

Тираж 512

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

11303">, Москва, Ж-З .>, Раушская наб., д. ч/5

Производственно-изда тепьск>н1 комбинат "Патент ", г, У>кгopод, у.1. Гагарина, 1О I