Способ изготовления литых заготовок

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изготовления биметаллических заготовок, преимущественно из заэвтектоидных сталей, а также может быть использовано а машиностроительной промышленности. Целью изобретения является повышение прочности и вязкости. После обливки заготовки бандажей прокатных валов охлаждают до температуры Аст, извлекают из формы и охлаждают в межкритическом интервале Acm-Ап со скоростью Ko(Acm-Ari) град./ч, где ,7-1,2 ч . После охлаждения заготовок до 600-620°С их подвергают двойной нормализации от 950°С и отпуску при 600°С с выдержкой при этой температуре в течение 10 ч. Охлаждение заготовок от 600 до 100°С проводили с печью cb скоростью 10-15 град./ч, далее до температуры цеха на спокойном воздухе. Применение способа позволяет значительно повысить прочность и вязкость. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19у (! 1) (я)5 С 21 0 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

%ИМ!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752778/02 (22) 23.10.89 (46) 15.09.91. Бюл. ЬЬ 34 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) B.Н. Гончаров, Е.Н. Вишнякова, И.А. Свистунов, Г.С. Доценко и В.В. Сухоруков (53) 621,785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1305182, кл. С 21 D 1/78, 1987. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургии; в частности к способам изготовления биметаллических заготовок, преимущественно из эаэвтектоидных сталей, а также может

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам изготовления биметаллических заготовок, преимущественно из эаэвтектоидных сталей, а также может быть использовано в машиностроительной промышленности, Цель изобретения — повышение прочности и вязкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления заготовок из эаэвтектоидных сталей, включающему заливку и охлаждение, заготовку на этапе охлаждения по достижении температуры

Т=Асп1 извлекают иэ формы и проводятускоренное охлаждение в межкритическом интервале температур Асп -Аг1 со скоростью

Ч=Ко(Асв-Аг1) гРаД,/ч, гДе Ko — коэффиЦиент, учитывающий интенсивность охлаждения в межкритическом интервале температур (0,7быть использовано в машиностроительной промышленности. Целью изобретения является повышение прочности и вязкости. После обливки заготовки бандажей прокатных валов охлаждают до температуры Acm, извлекают из формы и охлаждают в межкритическом интервале Acm-Ar> со скоростью

Ko(Acm Аг1) град./ч, где К0-0,7-1,2 ч . После охлаждения заготовок до 600-620 С их подвергают двойной нормализации от 950 С и отпуску при 600 С с выдержкой при этой температуре в течение 10 ч. Охлаждение заготовок от 600 до 100 С проводили с печью сб скоростью 10-15 град,/ч, далее до температуры цеха на спокойном воздухе.

Применение способа позволяет значительно повысить прочность и вязкость, 2 табл.

1,2 ч ), Acm и Аг1 — значения критических точек при данном содсржании углерода, С, ° wh

Ускоренное охлаждение заготовок в межкритическом интервале температур О

Acm-Ar> препятствует образованию грубой цементитной сетки по границам зерен металла отливки, что повышает ее прочность и ( вязкость. При этом величина скорости охла>кдения должна быть прямо пропорциональна разнице температур межкритического интервала, которая, в свою очередь, определяется химическим составом, например содержанием углерода в металле данной отливки, и лЪ

По результатам исследований установлена величина коэффициента интенсивности охлаждения отливки в межкритическом интервале температур 14=0,7 — 1,2 ч.. При значениях К меньше 0,7 скорость охлаждения отливки недостаточна и наблюдается выделение цементита в виде грубой сетки

1677070

Таблица 1

Составы приготовленных сплавов.из стали 150 XHM

Со е жание компонентов, мас.

Сплав

Мо

Сг

0,5

0,4

0,45

0,3

0,3

0,35

0,4

0,45

0,4

0,5

0,4

0,4 ) 1,0

0,85

0,8

0,85

0,9

1,0

0,95

1,1

1,15

1,0

1,2

1,15

0,95

2

4

6

8

11

12

11

0,95

1,0

1,1

1,2

1,15

1,2

1,0

0,9

0,95

1,0

1,05

1,0

0,03

0,03

0,03

0,025

0,03

0,025

0,03

0,03

0,025

О,ОЗ

0,03

0,025

0,03

0,03

0,03

0,025

0,03

0,03

0,03

0,03

0,Î28

0,03

0,03

0,027

0,03

0,03

0,7

0,65

0,75

0,8

0,75

0,8

0,65

0.75

0,7

0,8

0,75

0,65

0,6

0,25

0,35

0,4

0,45

0,5

0,45

О,З

0,35

0,25

0,3

0,35

0,4

0,35

1,5

1,8

1,5

1,8

1,5

1,8

1,5

1,8

1,5

1,8

1,5

1,8

1,7 по границам зерен, а при Ко более 1,2 резко возрастает величина внутренних напряжений в отливке, что влечет за собой снижение и рочностных свойств.

Опытным путем определяют значения критических точек Асп1 980 и 1060 С при значениях углерода 1,5 и 1,8% соответственно и Аг1 730 С. По предлагаемой зависимости определяют необходимую скорость охлаждения отливки в межкритическом интервале температур Acm — Ar>.

На этапе охлаждения заготовки после отливки при достижении поверхностью температуры T=Acm=980 или 1060 С проводят ее ускоренное охлаждение любым спосо( бом, обеспечивающим скорость охлаждения V=0,7-1,2 (Acm Ar<) град,/ч. По достижении температуры Ar> принудительное охлаждение прекращают и проводят термическую обработку (одно-, двухступенчатую нормализацию с высоким отпуском) для получения необходимых служебных свойств.

Проверку эффективности предлагаемого способа проводили на заготовках бандажей прокатных валков (из стали 150 XHM), имеющих следующий химический состав, мас.%: углерод 1,5 — 1,8; кремний 0,2-0,5; марганец 0,5 — 0,8; фосфор и сера до 0,03; хром 0,9 — 1,2; никель 0,8 — 1,2; молибден 0 Ç—

0,5.

Составы приведены в табл. 1.

После отливки заготовки бандажей прокатных валков по предлагаемому способу по достижении температуры Acm (980 или

1060 С в зависимости от содержания углерода 1,5 или 1,8%) извлекали из формы и проводили их ускоренное охлаждение со скоростью V-0,7-1,2(Ас п-Ar>), величина которой составляла в данном случае 175400 град/ч, до температуры Ar> (730 C).

5 После охлаждения заготовок до 600620 С их подвергали термической обработке — двойной нормализации от 950 С и отпуску при 600 С с выдержкой при этой температуре в течение 10 ч. Охлаждение

10 заготовок от 600 до 100 С проводили с печью сс скоростью 10-15 град/ч, далее до температуры цеха на спокойном воздухе.

Примеры по граничным и оптимальным значениям режимных параметров и свойст15 ва материала заготовок, термообработан-. ных по предлагаемому и известному способам, приведены в табл. 2.

Таким образом, согласно испытаниям изобретение по сравнению с известным

20 способом обеспечивает повышение предела прочности при разрыве на 20%, прочности при изгибе на 30%, ударной вязкости на

30%, увеличение термостойкости на 25% и снижение удельного расхода валков на

25 20%

Формула изобретения

Способ изготовления литых заготовок преимущественно из заэвтектоидных сталей, включающий заливку в форму и регулиЗО руемое охлаждение с извлечением заготовки из формы, отл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения прочности и вязкости, заготовку извлекают из формы по достижении температуры Acm, а регулируе35 мое охлаждение проводят в интервале температур Acm Аг1 со скоростью охлаждения

V=Kp(Acm-Аг1) град./ч, где К0=0,7-1,2 ч 1, 1677070

Таблица 2

Характеристика свойств материала заготовок бандажей прокатных валков в зависимости от режимов обработки

Коэффициент интенсивности охлаждения,ч

Вариант обработки

Прочность при изгибе ги

Н/мм2

Ударная вязкость

КС, Дж/см

Твердость НВ

П е агаем

ый способ

Известный способ

700

986,6

775 12,2

415

900

Составитель М.Шелагуров

Техред M.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор А.Огар

Заказ 3084 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

2

4

6 ф 7

9

11

0,7

0,7

0,8

0,8

0,9

0,9

1,0

1,0

1,1

1,1

1;2

Скорость охлаждения в межкритическом интервале температур га./ч

400

Временное сопротивление при разрыве ге °

Н/мм

946

926

942

922

16,2

14,2

17,0

15,0

17,5

15,5

16,5

14,5

16,8

14,8

17,2

15,2

348

328

332

346

326

330

1256

1236

1290

Термостойкость, количество циклов до разрушения

924

904

890