Способ термической обработки высокочистого железа

Изобретение относится к технологии термической обработки высокочистого железа. Для снижения коэффициента линейного расширения железных изделий обработку чистого железа осуществляют циклически, каждый цикл включает две стадии: сначала нагрев ведут до 900-1000°С, выдерживают в среде бондюжского карбюризатора 0,5-1 ч и охлаждают на воздухе, затем - до 900-1000°С с выдержкой на воздухе 5-15 мин и охлаждают в холодной воде, а количество циклов составляет до пяти. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности к технологии термической обработки высокочистого железа, и может быть использовано для снижения коэффициента линейного расширения (КЛР) железных изделий.

Известен способ термической обработки железа, заключающийся в длительном нагреве при 870-890°С, выдержке и последующем охлаждении с печью. Применение такой обработки высокочистого железа направлено на развитие процесса рекристаллизационного выравнивания монокристаллов [1]. Недостатком этого способа является то, что он увеличивает коэффициент линейного расширения.

Наиболее близким аналогом является известный способ химико-термической обработки чистого железа, включающий нагрев железа до температуры магнитного превращения, выдержку в среде бондюжского карбюризатора и охлаждение [2].

Недостатком этого способа является несущественное снижение коэффициента линейного расширения.

Задачей изобретения является снижение коэффициента линейного расширения высокочистого железа при температурах испытания 150 и 300°С, что необходимо для изделий различного назначения, например, для изделий, используемых в космической технике.

Для решения поставленной задачи разработан способ термической обработки высокочистого железа включающий многократный нагрев до температуры выше магнитного превращения, выдержку и охлаждение при этом нагрев проводят при температуре 900-1000°С, а каждый цикл включает в себя две стадии: нагрев, выдержка в среде бондюжского карбюризатора 0,5-1 ч и охлаждение на воздухе, нагрев, выдержка 5-15 мин и охлаждение в холодную воду, количество циклов до 5.

Многократная термическая обработка высокочистого железа в интервале температур 900-1000°С в бондюжском карбюризаторе и на воздухе с выдержками 0,5-1 ч и 5-15 мин при этих температурах и последующее охлаждение на воздухе и в холодную воду приводит к образованию пересыщенного раствора элементов внедрения в железе и распаду его, что обеспечивает значительное понижение коэффициента линейного расширения высокочистого железа при температурах 150 и 300°С.

При этом оптимальное число циклов составляет 5, поскольку дальнейшее увеличение числа циклов не приводит к усилению эффекта снижения КЛР при 150 и 300°С.

На чертеже представлены значения КЛР после термообработки, проводимой по известному и предлагаемому способам.

Пример. На оптическрм дифференциальном дилатометре Шевенара проводился анализ изменений коэффициента линейного расширения опытных образцов из высокочистого железа. Образцы из высокочистого железа марки 008ЖР производства ОАО «Сибэлектросталь» подвергались термической обработке, заключающейся в нагреве до 900-1000°С в бондюжском карбюризаторе с выдержкой 0,5-1 ч, на воздухе с выдержкой 5-15 мин, промежуточным и окончательным охлаждением на воздухе и в холодную воду.

Для получения сравнительных данных параллельно проводили обработку по известному способу. Результаты приведены в таблице и на чертеже.

Предлагаемый способ может быть использован для изготовления изделий приборной техники.

Влияние циклической обработки (1 цикл - цементация (влажный молотый древесный уголь, 1000°С, 1 ч, воздух) + закалка (1000°С, 3 мин, вода)) на линейное расширение железа 008ЖР
Количество циклов Коэффициент линейного расширения α×10-6, град-1, температура испытания, °С
50 100 150 200 250 300 350 400 450
без обработки 9,77 10,76 11,35 11,97 12,59 13,30 14,40 15,86 14,94
1 цикл 9,1 9,0 7,6 9,5 9,1 5,7 9,4 12,8 14,1
2 цикла 9,2 8,5 5,2 8,6 7,4 -0,5 6,9 12,4 14,1
3 цикла 8,6 8,5 5,5 7,7 8,8 1,3 5,5 12,8 13,2
4 цикла 9,1 7,1 1,2 7,1 8,0 -2,0 3,2 11,7 13,1
5 циклов 9,5 7,5 1,2 7,9 8,0 -2,9 6,3 12,4 13,5

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Каменецкая Д.О. Железо высокой степени чистоты. / Д.О.Каменецкая, И.Б.Пилецкая, В.И.Ширяев. - М.: Металлургия, 1978. - 248 с.

2. Патент США №3694269, 1972.

Способ химико-термической обработки чистого железа, включающий нагрев железа до температуры магнитного превращения, выдержку в среде бондюжского карбюризатора и охлаждение, отличающийся тем, что обработку чистого железа осуществляют циклически, каждый цикл включает две стадии: сначала нагрев ведут до 900-1000°С, выдерживают в среде бондюжского карбюризатора 0,5-1 ч и охлаждают на воздухе, затем - до 900-1000°С с выдержкой на воздухе 5-15 мин и охлаждают в холодной воде, а количество циклов составляет до пяти.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к упрочняющей химико-термической обработке металлических деталей концентрированными источниками энергии и может быть использовано при изготовлении деталей из конструкционных материалов.

Изобретение относится к области термической обработки. .

Изобретение относится к изготовлению подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, которая действует как реагирующий на видимый свет фотокатализатор. .

Изобретение относится к многофункциональному материалу со слоем легированного углеродом оксида титана и действующему как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.

Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано при изготовлении деталей конструкций и машин. .

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано в автотракторостроении, станкостроении, нефтяной и химической промышленности и других отраслях, где возникает необходимость высокой надежности деталей, работающих в тяжелых условиях нагружения и является усовершенствованием способа по заявке N 4735676/02.

Изобретение относится к агрегатам экологически чистого процесса цементации. .

Изобретение относится к области цементации и может быть использовано, например, в машиностроении, нефтехимии, металлургии авиастроении и автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для защиты от коррозии стальных поверхностей, а также для нанесения на поверхности нагревательных элементов гелиотехнических устройств.

Изобретение относится к области получения черных конверсионных оксидных покрытий на стали, предназначенных для защиты стальных поверхностей от коррозии, а также для осаждения на детали нагревательных элементов солнцепоглощающих устройств в гелиотехнике.
Изобретение относится к способам создания коррозионно-стойкого покрытия на внутренних поверхностях энергетического оборудования, изготовленного из сталей перлитного класса.

Изобретение относится к способам создания коррозионно-стойкого покрытия на оборудовании или изделиях, изготовленных из перлитных сталей, и может быть использовано для защиты от коррозии различного энергетического оборудования и изделий машиностроения.
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках или в аналогичном оборудовании. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству горячекатаных и холоднокатаных листов из аустенитной стали, применяемых в автомобильной промышленности.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению мартенситной нержавеющей стали, используемой для изготовления деталей в авиационной и космической промышленности.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано при изготовлении конструктивных элементов - концевых деталей тепловыделяющих сборок (ТВС), корзины реактора, выгородки, штанг систем управления и защиты (СУЗ) и др.

Изобретение относится к технологии термической обработки высокочистого железа

Наверх