Способ термической обработки изделий из высокопрочного чугуна

 

Изобретение относится к термической обработке изделий из чугуна и может быть использовано при индукционной закалке деталей, работающих в различных условиях нагружения и износа в двигателестроении, машиностроении. Цель изобретения - повышение прочности и ударной вязкости при незначительном снижении твердости. Способ включает нагрев шеек со скоростью 250-300°С/с до 1050-1075°С и кулачков со скоростью 200 - 250°С/с до 1075-1100°С. Охлаждение деталей с температуры закалки прерывают при достижении 400-500°С с последующим охлаждением на воздухе в течение 40-10 с. Затем охлаждают в масле или эмульсии. В результате данной обработки детали из чугуна марки В450 имеют следующие свойства: σ и=1430 - 1485МПа, @ н=14-18 Дж/см 2, δ=1,7 - 2,2%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИК (51)5 С 21 D 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЛ ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4371969/31-02 (22) 23.12.87 (46) 07.07.90. Бюл. В 25 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им.С.М.Кирова (72) Ф.И.Яковлев (53) 621.775.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1330187, кл. С 21 D 5/00, 1985. (54) СПОСОБ TEP%PKCKOA ОБРАБОТКИ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к термической обработке изделий из чугуна и может быть использовано при индукционной закалке деталей, работающих

Изббретение относится к термической обработке деталей иэ чугуна и может быть использовано при индукционной закалке деталей, работающих в различных условиях нагружения и.износа в двигателестроении, машиностроении.

Цель изобретения — повышение пррч-, ности и ударной вязкости при незначительном снижении твердости.

Способ термической обработки распределительного вала включает нагрев шеек со скоростью 250-300 С/с до

1050-1075 С, кулачков со скоростью

200-250 С/с до 1075-1100 С,.охлаждение детали с температуры закалки о прерывают при достижении 400-500 С с

„,Я0„„1576580 А1

2 в различных условиях нагружения и износа в двигателестроении, машиностроении. Цель изобретения — повышение прочности и ударной вязкости при незначительном снижении твердости.

Способ включает нагрев шеек со скоростью 250-300 С/с до 1050-1075 Си кулачков со скоростью 200-250 C/с до 1075-1100 С. Охлаждение деталей с температуры закалки прерывают при достижении 400-500 С с последующим охлаждением на воздухе в течение 4010 с. Затем охлаждают в масле или эмульсии. В результате данной обработки детали из чугуна марки В450 имеют следующие свойства: 5„1430—

1485 MIIa, а =14-18 Дж/см, сР1,72, 2Х. 1 табл.

3аыо

1 последующим охлаждением на воздухе Щ в течение 25-!О с соответственно, ос,) дальнейшее охлаждение ведется в мас- ©) ле или эмульсии с Сл

Выбор температуры в пределах 400500 С обусловлен необходимостью обес- р . печения снижения остаточных напряжений. При снижении температуры самоотпуска от 400 С в течение 25 с saвершается превращение высокоуглеро- дистого мартенсйта в малоуглеродистый, что и обуславливает снижение ос таточных напряжений, повышение ударной вязкости и прочности закаленного

ТВЧ чугуна. При меньших температурах, чем 400 С процесс превращения высокоуглеродистого мартенсита в малоугле1576580 родистый не завершается, что не поз- . воляет понизить значение остаточных напряжений растяжения, а значит и повысить прочность и ударную вязкость.

С повышением температуры от 400 до 500 С увеличивается скорость диффузии

yI"лерода в мартенсите, что и обеспечивает за меньшее время распад высокОуглеродистого мартенсита в малоуглФродистый и, тем самым, уменьшает значение остаточных напряжений второго рода и понижает растяжение первого рода. При 500 С процесс распада высокоуглеродистого мартенсита в малоугл родистый завершается за 10 с. Вместе с тем происходит снижение углерода и в малоуглеродистом мартенсите, что приводит к снижению твердости закаленного слоя до HRC 45-48, росту .Ударной вязкости до 1g дж/см и проч ности до 1500 MIIa с повышением тем.пературы выше 500 С малоуглеродистый мартенсит распадается с образованием троостита, что существенно понижает ,твердость закаленного слоя.

При температуре самоотпуска 450500 С проявляется отпускная хрупкость ,Чугуна. Поэтому по истечении 10 с Продолжительности самоотпуска отлив ки необходимо охлаждать в эмульсии или в масле.

Способ осуществляют следующим об1 азом.

Установленные в индукторе закалочного станка и нагретые цетали с температуры закалки охлаждают до температуры самоотпуска 400-500 С. При достижении заданной температуры самоотпуска охлаждение прерывается с помощью реле времени, деталь вынимается из индуктора и охлаждается на воздухе в течение 25-10 с соответственно.

По истечении этого времени деталь охлаждается в эмульсии или в масле, а затем подвергается окончательной механической обработке.

П р и и е р. Проводят самоотпуск образцов для определения прочности при изгибе диаметром 30 мм, длиной

340 мм и для определения ударной вяз кости диаметром 15 мм, длиной 80 мм, 1 изготовленных из чугуна с шаровидным графитом состава, Е: С 3, 1-3,8; SI.

2,2-2,8, Мп 0,4-0,8; Mg 0,04-0,06, Ск 0,1-0,2; железо остальное. (В450) .

Охлаждение с температуры закалки до температуры самоотпуска 400-500 С производят водяным душем, после чего образцы охлаждают на воздухе в течение 25-10 с.

/ l для получения сравнительных данных параллельно проводят самоотпуск однотипных образцов„ изготовленных из этого же чугуна по известному способу при 250 и 300 С.

20 Результаты испытаний сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ самоотпуска позволяет по25 лучить более высокие значения прочности и ударной вязкости при небольшом снижении нижнего предела по твер" дости, чем известный, 30 Формула изобретения

Способ термической обработки изделий из высокопрочного чугуна, преимущественно кулачковых,распределительных валов, включающий индукционный нагрев кулачков со скоростью

200-250 С/с до 1075-1100 С, а шеек— со скоростью 250-300 С/с до 1050—

1075 С, охлаждение водяным душем до

40 достижения )I становленной температуры и охлаждение на воздухе о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкоти при незначительном. снижении твер45 дости, охлаждение водяным душем ведут до 400-500 С, а охлаждение на воздухе — в течение 25-10 с соответственно, последующее охлаждение ведут в масле или эмульсии.

1576580

Среднее значение механических свойств

Реиим самоотпуска

Твердость, HRC

Способ до самоотпуска

До 150 С 450

54 1167

52 1279

52 1430

50 1462

47 1485

Воздух

П р и м е ч а и и е, По литературным данным снижение твердости от HRC 50 до HRC 43 износостойкость чугуна закаленного ТВЧ практически не изменяется.

Составитель Т. Бердышевская

Техред М.Дидык Корректор Т.Палий

Редактор Н.Рогулич

Заказ 1831 Тираж 496 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Температура, ОС

Известный 250

Предлагаемый 400

500

Время выдервки, с

17 l0

Оклакдение .после выдерхки, С

Масло или эмуль« сия

59

59

59

59

59 после самоотпуска

Прочность при из» гибе, ИПа

Ударная Относивязкость тельное

Дк/см удлине» ние, 2

t0 t,2

12 tб

140 t 7

15,9 2,0

18,5 2,2.