Способ термической обработки горячекатаных осей

 

Изобретение относится к черной металлургии и машиностроению и может быть использовано при термической обработке вагонных и локомотивных осей, изготовленных методом прокатки. Цель изобретения - повышение качества изделий и увеличение производительности.После горячей про - катки осей на трехвалковом стане их подают на цепной холодильник с расстоянием между ними 1,2-1.5 диаметра подступичной части и принудительно охлаждают обдувом потоком воздуха до температуры 490-520°С со скоростью 650- 700°С/ч. Затем оси нагревают до температуры нормализации 850-870°С со скоростью 300-500°С/ч и выдерживают при этой температуре в течение времени, равного времени нагрева. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 С 21 0 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4066699/02 (22) 17.01.86 (46) 30.10.91. Бюл. hh 40 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.В. Степаненко, В.И. Тимошпольский, В.А. Хлебцевич, И.Н. Манусов, Л.M. Школьник, А.П, Сичевой, Е.А. Мильман и Н.И. Аврутин (53) 621,785,79(088.8) (56) Сталь М 2, 1979, с. 123-125. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ОСЕЙ (57) Изобретение относится к черной металлургии и машиностроению и может быть

Изобретение относится к черной металлургии и машиностроения и может быть использовано при термической обработке вагонных и локомотивных осей, изготовленных методом прокатки, Цель изобретения — улучшение качества изделий и увеличение производительности.

Термообрабатывали горячекатаные оси из сталей марок ОСВ, ОСЛ (осевая локомотивная, вагонная), Оси имеют размеры: длина 2430 мм, диаметр шейки 180 мм, диаметр подступичной части 200 мм, После горячей винтовой прокатки на трехвалковом стане 250 ось с температурой центра (1050 — 1110) С и температурой поверхности (950-1000) С подают на цепной холодильник, снабженный С-образными экранами-козырьками, обращенными друг к другу впадинами и размещенными вдоль опор для шеек осей. В выходной зоне холодильника на расстоянии 0,25-0,35 его дли„, Ы „„1687628 А1 использовано при термической обработке вагонных и локомотивных осей, изготовленных методом прокатки, Цель иэобретения— повышение качества изделий и увеличение производительности. После горячей пр0катки осей на трехвалковом стане их подают на цепной холодильник с расстоянием между ними 1,2-1,5 диаметра подступичной части и принудительно охлаждают обдувом потоком воздуха до температуры 490 — 520 С со скоростью 650-700 С/ч. Затем оси нагревают до температуры нормализации

850-870 С со скоростью 300 — 500 С/ч и выдерживают при этой температуре в течение времени, равного времени нагрева. 4 табл. ны от конца смонтирован воздушный спреер, выполненный в виде осевых вентиляторов, расположенных на стойках над холодильником, с возможностью локального обдува подступичной части осей, причем опоры для шеек осей расположены с шагом (S), связанным с диаметром (D) подступичной части оси соотношением

$=(1,2 — 1,5) О.

На холодильнике производят охлаждение осей до температуры, не превышающей

Аг1-(30-50) С, т.е. 490-520 С до средней скоростью охлаждения по длине в пределах

650-700 град/ч.

Удельная продолжительность охлаждения самих осей и ее отдельных частей равна

Z= d = 4 — 3 мин/см, где r — время,ч, когда

Х

1и-Фц-0 (4 — температура поверхности, тц— температура центра), d — усредненная толщина (диаметр) по длине катаной оси, м.

Последующий нагрев катаных осей железнодорожного транспорта От температ/ры Аг1-(30 — 50) С до температуры

850 — 870 С производят со скоростью 300500 град/ч, причем общее время пребывания е печи составляет 2,5 — 3,0 часа, а время нагрева оси соотносится ко времени выдержки ее как 1,О, 1,0., С целью проверки эффективности предложенного способа термической обработки осей проводили его промышленное опробование на плавках текущего производства с продолжительностью нагрева и выдержки 3 ч. Всего по предлагаемому способу было нормализовано 46 плавок. Случаев несостветствия механических свойств требованиям ГОСТа 4008 — 72 не было.

Для сравнения уровня механических свойств осей, нормализованных по известному и предлагаемому способам, выбрали

55 плавок осевого металла.

Данные исследований приведены в табл. 1, Как следует из приведенных данных, при нормализации по предлагаемому способу предел текучести (а, ) превышается на 117,, временное сопротивление разрыву (о, ) на

4,8 („ударная вязкость (ак.cp) — 4,4,ь по сравненик> с известным с IocoGGM. Относительное удлинение (д, ) и сужение (ф) и рэктически одинаковы.

В табл. 2 приведена раскладка металла (Осей) по известному и предлагаемому способам и влияние раскладки на технико-экономические показатели способов, Как следует из приведенных данных в табл, 2 оптимальный шаг раскладки S=-.(1,21,5)0, а наилучший 1,4D,,Здесь G — текущая производительность и Омакс — максимальная производительность.

Что касается оптимальных параметров скорости нагрева (С »; г,,) 300-500 град/ч, та они с очевидностью подтверждаются приведенной табл, 3. При этом для достижения поставленной цели (повышения качественных показателей изделия ов, балл зерна д., 1 ак, 6/6.;,с оптимальное отношение времени выдеркки I:G времени нагрева равно (1:1).

Величина тр/т »- относительная. И О Ко5 нечном результате по производительности необходимо судить по общей (действительной) картине нагрева.

Например, время нагрева заготовки (оси) равно 30 мин при времени выдержки

10 30 мин. При этом, естественно t>/ »=

=1(30/30), Или время нагрева 60 минут, а время выдержки 30 мин„тогда tâ/IH = 0,5 и

Общее время нагрева составляет 90 мин.

Общая продолжительность нагрева в печи нормализации составляет 210 мин, При этом экспериментально проверялись следующие варианты нагрева заготовки: тв/тн=0,1; 0,2; 0,2; 0,4:, 0,5; 0,6 и т,д.

Результаты испытаний приведены в табл. 4 из которой следует, что наилучший

ВЛРИЭНТ На ГРЕВЭ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПРИ rð/t>=

= 1,0.

Здесь очевидно, что несмотря на то, что

Е) микроструктура кэтаных осеА находится HB уровне 8/9, имеет место нормализованное состояние осей. Однако, в этом случае уровень механических свойств осей для указанHGrG варианта лучше. К тому же в конкретном случае легче осуществлять режим нагрева, когда гс/тн=- 1,0.

Формула изобретения

Способ термической обработки горячекатаных GceA, включающий Охлаждение на

3 -,, А (30 50)оС грев до температуры нормализации, выдержку и Охлаждение, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучше!ия качества изделий и увеличения производительности, охлажде40 ние нэ хoлoдильниve ведут принудительным воздушным потоком при шаге раскладки

Я=(1,2...1,5)9, где D — диаметр подступичной час ги оси, со средней скоростью охлаждения 650-700 Ñ/÷ а нагрев осуществляют со скоростью 300 — 500 С/ч при соотношении времени выдержки ка времени нагрева 1:1, Таблица 1

Способ

Известн ый

Предлагаемый

Количество п.лавок гг,, гп /мв" за (42

Механические свойства (д,, 0 4 акс гс/мм кгс.м/

63 21 5 36 6, 68-7О 22,4-23,6 36-38 )7,21687628

Таблица 2

Ивчвства.(иинрострунтурв) Проиэводительнасть

Иехвничвские свойства в „, кгснlсм

Иэвестный

6 > rlìì

ГЬедлагаеиый

Иэвестный

G/Gèàêî

Предлагаемый с/G NOKKe

Иэввстный, балл

Предлагавиый,балл

Иэввст- Првд-. ный лагав)%4й

Иэве-. Првдластный гавай

7,2

7,3

7,3

7,5

7,4

7,4

7,3

1,6

1,6

1,6

1,6

1,7

1,8

1,9

1,2

1,3

1,4

1,5

1,5

1,5

1,5

0,98

0,98

0,98

0,98

0,95

0,95

0,91

0,965

0,995

1,00

0,995

0,995

0,995

0,995

6-7

G-7

6-7

6-.7

5-G

5-6

5-6

G-7

G-7

7-3

3-3

3-9

3-3

3-9

63

G3

63

63

G3

63

67 6,6

68 6,G

70 6,6

71 6,6

70 6;6

70 6,6

69 6,6

Т а б л и ц а 3

Lg j 7н В ° н(/ у

100- 100105-105

Балл вели- д, 3 чина

Сназр. ю град/ч

С/гмохе а р нгсlсм 1;1

1:1

1:1

1:1

1:1

1:1 :1

1:1

64

65,6

68

68

67,4

66,2 а/9 5 5

8/9 7,0

8/10

8/10 3, 8/10 Э,д

8/10 7,5

8/9 7,2

8/8 G,9

О,Э

0,35

0,985

0,995

1,00

0,995

0,99

0,98

800

Т а б л и ц а 4 рВ, кг/ и Д ;

Ъ а„, иго/си

1 В/;„

Неличнна эерна

Составитель В.Китайский

Редактор И,Сегляник Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3679 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

0,1

0,2 и,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,6

0,9

1,0

1,1

1,2

6/7

6/7

6/8

6/B

6/8

7/8

7/8

8/9

6/10

6/9

8/9

8/9!..........I

63,4

63,8

63,9

64,1

64,2

64,3

64,5

Б5,1

65,1

65,0 у Ъ

18,1

18,4

18,6

18,$

19,1

20,1

20,1

20,7

21,2

22,1

21,6

21,5

6,1

6,3

Б, 4".

6,G

7,1

7,4

7,7

8,1

8,4

9,2

9,0

8,9