Способ термической обработки стали


 

C21D1/18 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2502809:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУВПО "КнАГТУ") (RU)

Изобретение относится к области термической обработки стали. Для повышения прочности и пластичности стали 30ХГСА ее нагревают в расплаве NaCl-KCl до температуры 900°C, выдерживают 2 часа, закаливают в масле, затем осуществляют трехкратную закалку с нагревом в этом же расплаве до 900°C с изотермической выдержкой в течение 10 сек и закалкой в масле, и проводят последующий низкий отпуск при температуре 200°C в течение 1 часа. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к термической обработке металлов, и может использоваться при термической обработке сталей.

Известен способ термической обработки сталей (Материаловедение и технология металлов / под ред. Фетисова Г.П. - М.: Высш. шк., 2007. - с.217-218), заключающийся в закалке стали с последующим низкотемпературным отпуском (при температуре до 250°C). Данная технология обеспечивает высокий уровень твердости с небольшим запасом вязкости и пластичности. Но в результате применения данной технологии наблюдается снижение прочности и предела текучести.

Для устранения указанных недостатков предлагается способ улучшения сталей с многократной быстрой закалкой и низким отпуском.

Технический результат, достигаемый при использовании предложенного способа термической обработки, заключается в улучшении прочностных и пластических характеристик стали по сравнению с известным способом термической обработки стали.

Для достижения технического результата способ термической обработки стали 30ХГСА включает ее нагрев в расплаве NaCl-KCl до температуры 900°C, выдержку 2 часа, закалку в масле, затем три повторные закалки с нагревом в этом же расплаве до 900°C с изотермической выдержкой в течение 10 сек, закалку в масле и последующий низкий отпуск при температуре 200°C в течение 1 часа.

Пример конкретного выполнения способа термического улучшения сталей. Предлагаемый способ был реализован при термической обработке стали 30ХГСА. Трубные образцы толщиной 1 мм, внутренним диаметром 10 мм и длиной 15 мм термически обрабатывались по следующей технологии: нагрев до 900°C со средней скоростью 750°C/с в расплаве NaCl-KCl, выдержка 2 мин, закалка с 900°C в масле, три повторные закалки по следующей технологии: нагрев до 900°C со средней скоростью 750°C/с в расплаве NaCl-KCl, выдержка при температуре 900°C в течение 10 с, закалка в масле, отпуск при температуре 200°C в течение 1 часа. После термической обработки образцы испытывались на сплющивание по ГОСТ 8695-75, кроме того, определялась твердость образцов по методу Роквелла. Результаты испытаний представлены в таблице 1. В таблице использованы следующие обозначения: P - нагрузка в момент образования трещины, кН; δ - деформация (сплющивание) образца в момент образования трещины, мм; P0,2 - нагрузка, соответствующая пределу текучести при сплющивании трубы, кН, HRC - твердость.

Полученные данные сравнивались с данными, полученными при традиционном режиме термической обработки с низким отпуском: нагрев до 900°C со средней скоростью 750°C/с в расплаве NaCl-KCl, выдержка 2 мин, закалка с 900°C в масле; отпуск при температуре 200°C в течение 1 часа.

Таблица 1
Режим термообработки Механические свойства
Р, кН Р0,2, кН 5, мм HRC
Традиционный 6,1 5,2 1,58 55
Предлагаемый 6,7 5,5 1,72 57

Таким образом, предлагаемый способ термической обработки обеспечивает лучшие прочностные и пластические характеристики стали по сравнению с традиционным режимом термической обработки.

Способ термической обработки стали 30ХГСА, включающий ее нагрев в расплаве NaCl-KCl до температуры 900°C, выдержку 2 ч, закалку в масле, затем три повторные закалки с нагревом в этом же расплаве до 900°C с изотермической выдержкой в течение 10 с, закалку в масле и последующий низкий отпуск при температуре 200°C в течение 1 ч.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области черной металлургии. Для улучшения магнитных свойств и физико-механических свойств более устойчивых к эксплуатационным воздействиям анизотропной электротехнической стали Fe-3% стальные листы толщиной 0,05-0,50 мм, подвергнутые отжигу для вторичной рекристаллизации и имеющие изоляционные конечные покрытия, обрабатывают лазером непрерывного излучения путем сканирования движущегося листа в поперечном направлении относительно направления его движения, при этом в зонах лазерной обработки стальных листов, дополнительно насаждают локальные дефекты и одновременно формируют пластической деформацией локальное поверхностное сжатие на глубину не более 1/4 толщины листа стали, причем в качестве основы дефектов применяют слабомагнитные порошкообразные вещества, имеющие намагниченность насыщения 200-500 Гс, которые насыпают на поверхность стальных листов, или наносят магнитоактивным покрытием, или дополнительно насыпают на покрытие, а на заключительной стадии обработки осуществляют низкотемпературный отпуск в диапазоне 500-550°C.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технике вакуумно-плазменного напыления путем нанесения металлосодержащих покрытий на изделия из твердых сплавов.
Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления и ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ). Для обеспечения высокого комплекса прочностных свойств и мелкозернистой однородной структуры концы труб нагревают до Ас3+(180÷230)°C, затем фиксируют трубу одновременно в двух местах: в матрице и с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы.

Изобретение относится к устройствам для термической обработки стали и может быть использовано в тракторо- и автомобилестроении, преимущественно при восстановлении или ремонте фрикционных дисков коробок передач.

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, закладываемым в грунты с вечной мерзлотой. Способ включает разделку торцов элементов сваи.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения контролируемого равномерного охлаждения рулона горячей полосы и получения однородных свойств рулон (1) горячей полосы (2) размещают в устройстве промежуточного хранения, при этом рулон опирают и вращают (100) посредством контакта его боковой поверхности (5) с, по меньшей мере, одним элементом для охлаждения в виде ролика (3, 7).
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения листовой стали на толстолистовых реверсивных станах. Для повышения производительности процесса способ включает нагрев слябов, черновую прокатку в раскат промежуточной толщины, охлаждение раската и последующую его многопроходную чистовую прокатку с регламентированной температурой начала и конца прокатки в лист конечной толщины, при этом охлаждение раската осуществляют путем возвратно-поступательного перемещения по водоохлаждаемым роликам, внутренняя полость бочки которых предварительно заполнена шариками из теплопроводящего материала.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к термической обработке деталей с использованием индукционного нагрева. Для предохранения от окисления и улучшения качества внутренней поверхности детали осуществляют закалку детали с нагрева токами высокой частоты при одновременной подаче охлаждающей жидкости на внутреннюю и наружную поверхности трубных деталей в стенде, который содержит стойку, гидравлический подъемник, приспособление, состоящее из верхнего центра, корпуса и пружины сжатия, нижнего центра, индуктора, узла управления подачи охлаждающей жидкости, при этом в верхнем центре выполнены каналы с определенными сечением и углом для подачи и равномерного распределения охлаждающей жидкости на внутренней поверхности трубной детали.

Группа изобретений относится к области военной техники и может быть использована при создании автоматического стрелкового оружия, например стволов единых пулеметов, изготовленных методом холодного радиального обжатия.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению закаленной мартенситной стали, используемой для изготовления различных конструкционных и приводных деталей.

Изобретение относится к термической обработке доэвтектоидных низколегированных сталей. Для обеспечения диспергированной структуры и ее композиционной гетерогенизации с формированием наноразмерных фрагментов, позволяющих получить высокие и стабильные механические свойства, заготовку из стали, содержащую С 0,15-0,25 мас.% и Mn 1,2-1,7 мас.%, нагревают до полной аустенитизации структуры, затем проводят ее охлаждение в печи до температуры выдержки 735-740°C или на воздухе до комнатной температуры с последующим нагревом до температуры выдержки 735-740°C, при этом выдержку осуществляют для формирования двухфазной аустенитно-ферритной структуры, а охлаждение после выдержки ведут со скоростью, обеспечивающей неполное мартенситное превращение аустенита и формирование многофазной микроструктуры, после чего проводят высокотемпературный отпуск-старение при 550°C в течение 2-2,5 часов. Перед нагревом до полной аустенитизации проводят предварительную нормализацию при температуре от 930°C. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке конструкционных сталей. Способ включает закалку конструкционной стали на мартенсит с последующим воздействием на нее пульсирующего дозвукового воздушного потока с определенными частотой и звуковым давлением при комнатной температуре. Техническим результатом изобретения является сокращение продолжительности технологического процесса упрочняющей термической обработки конструкционных сталей при сохранении высоких значений показателей твердости и прочности и обеспечении достаточной надежности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению шестерней для приводных поездных систем, используемых для передачи высокого крутящего момента. Шестерня изготовлена из стали, имеющей следующий химический состав, мас.%: С: 0,1-0,40; Si: 0,35-3,0; Mn: 0,1-3,0; Cr: менее 0,2; Мо:0,1 или менее; P: 0,03 или менее; S: 0,15 или менее; Al: 0,05 или менее; N: 0,03 или менее; Fe и неизбежные примеси остальное. Шестерню подвергают науглероживанию для формирования науглероженного слоя на поверхности при низкой концентрации кислорода, охлаждению при низкой скорости охлаждения и закаливанию путем нагрева высокой плотностью энергии для аустенизации зоны, лежащей над сердцевинной частью и зубчатыми частями без аустенизации сердцевинной части, и быстрого охлаждения шестерни из такого состояния. Части поверхностного слоя зубчатых частей и зубчатая корневая часть являются частями с науглероженным слоем, остальная часть зубчатых частей и часть дисковой части, лежащая ниже науглероженного слоя, является частями с закаленным слоем, а зона дисковой части, лежащая глубже закаленного слоя, является зоной с незакаленным слоем. Получаемые шестерни имеют высокую твердость поверхностных и глубинных слоев без ее неоднородности, а также высокую точность формы. 2 н. и 12 з.п.ф-лы., 11 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к методам тепло-прочностных испытаний конструкционных материалов преимущественно при прогнозировании и оценке работоспособности необлучаемых конструктивных элементов в атомной технике. Для продления срока службы корпусов реакторов типа ВВЭР предварительно определяют уровни зернограничных сегрегаций фосфора в образцах-свидетелях, изготовленных из стали исследуемого корпуса реактора, подвергавшихся воздействию рабочих температур реактора с выдержками в течение различного времени, определяют методом экстраполяции уровень накопления сегрегаций на момент окончания эксплуатации реактора, затем изготавливают экспериментальные образцы из стали, близкой по составу и микроструктуре к стали исследуемого корпуса реактора, проводят охрупчивающий отжиг экспериментальных образцов в исходном состоянии при температуре максимального развития отпускной хрупкости в течение различного времени, определяют сдвиг критической температуры хрупкости (ТК) и уровень сегрегаций на экспериментальных образцах, подвергшихся отжигу, определяют корреляцию между сдвигом критической температуры хрупкости и уровнем сегрегаций. По полученным корреляционной кривой и экстрополяции уровня накопления сегрегаций определяют степень охрупчивания исследуемой стали в прогнозируемый период срока эксплуатации корпуса реактора. 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шестерен, крестовин, втулок, зубчатых колес и т.д., в том числе работающих при температуре до 500°C и испытывающих при эксплуатации динамические нагрузки и износ. Для обеспечения более высокого комплекса прочностных и пластических характеристик, значений ударной вязкости, а также эффективного упрочнения поверхности деталей получают отливки из стали с содержанием углерода 0,2-0,28 мас.%, хрома 3,5-4,5 мас.%, затем отливки подвергают термической обработке путем закалки с температуры 850-870°C в масло и последующего отпуска при 600-620°C. Полученные отливки механически обрабатывают по заданным техническими условиями поверхностям и проводят низкотемпературную химико-термическую обработку деталей, например азотирование или карбонитрацию. Упрочненный слой детали обладает повышенной теплостойкостью и износостойкостью с микротвердостью поверхности не менее 850HV.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения магнитных потерь в текстурованном листе из электротехнической стали на поверхности листа формируют канавки, каждая из которых имеет заданную длину и вытянута в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки листа электротехнической стали, при этом канавки сформированы при заданных интервалах посредством сканирования поверхности листа лазерным лучом. Лазерный луч представляет собой луч лазера непрерывного излучения с длиной волны λ от 1,0 мкм до 2,1 мкм, плотностью мощности Pd [Вт/мм2], полученной делением интенсивности Р лазерного луча на площадь S сфокусированного луча, составляющей 5×105 Вт/мм2 или более, при этом плотность мощности Pd [Вт/мм2] и скорость сканирования V [мм/с] сфокусированного пятна лазерного луча на поверхности текстурованного листа электротехнической стали, удовлетворяет соотношению 0,005×Pd+3000≤V≤0,005×Pd+40000. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения магнитных потерь лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой содержит желобок, сформированный от геометрического места точек прохождения лазерного луча при его сканировании от кромки одного конца до кромки другого конца в направлении ширины листа, и линию раздела кристаллического зерна, которая имеет протяженность вдоль упомянутого желобка и пронизывает лист кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой от передней поверхности до задней поверхности, причем в упомянутом желобке сформировано стеклянное покрытие, в котором коэффициент интенсивности Ir рентгеновского излучения характерной интенсивности рентгеновского излучения магния на участке желобка заключен в диапазоне 0≤Ir≤0,9, при этом среднее значение характерной интенсивности рентгеновского излучения магния участков поверхности листа текстурованной электротехнической стали, отличных от участка желобка, установлено как 1. 1 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при формировании износостойкого покрытия на поверхностях деталей с подачей ремонтно-восстановительных составов на поверхность и последующим пластическим деформированием с помощью безабразивной ультразвуковой финишной обработки. Осуществляют нанесение слоя ревитализанта на поверхность металлической детали и безабразивную ультразвуковую финишную обработку с поперечной подачей рабочей головки относительно поверхности обрабатываемой детали 0,16 - 0,08 мм/об до получения шероховатости поверхности Ra = 0,3 - 0,125 мкм. Изобретение обеспечивает не только снижение шероховатости поверхности за счет смятия вершин микронеровностей до Ra=0,125 мкм, но и дополнительно упрочняет поверхностный слой детали на глубину до 100 мкм, с образованием поверхностного слоя. 3 пр., 1 табл.

Группа изобретений относится к нагревательному устройству, устройству для термообработки и способу нагрева для индукционного нагрева кольцеобразной заготовки. Нагревательное устройство содержит опору, предназначенную для установки кольцеобразной заготовки, привод вращения в сборе и нагреватель, предназначенный для нагрева заготовки. Опора для заготовки содержит несколько установленных с возможностью вращения роликов, расположенных в окружном направлении. Привод вращения в сборе выполнен с возможностью передачи вращения указанным роликам для обеспечения вращения заготовки, размещенной на опоре, в направлении кольцевой формы заготовки. Нагреватель содержит нагревательную катушку, предназначенную для индукционного нагрева заготовки на месте ее расположения на опоре для заготовки, опорный короб, поддерживающий нагревательную катушку. Нагревательное устройство снабжено исполнительным механизмом, предназначенным для перемещения нагревательной катушки относительно заготовки с возможностью регулирования расстояния между заготовкой и нагревательной катушкой и включающим в себя участок вертикального перемещения, предназначенной для вертикального перемещения опорного короба, и участок горизонтального перемещения опорного короба в радиальном направлении от центра вращения заготовки. Устройство для термообработки содержит вышеупомянутое нагревательное устройство и блок охлаждения, предназначенный для охлаждения заготовки, нагретой нагревателем, характеризующееся тем, что приводное устройство расположено выше заготовки. Технический результат заключается в облегчении процесса термообработки кольцеобразных заготовок. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 18 ил.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности. Для повышения остаточной индукции сплав подвергают гомогенизации, закалке, термомагнитной обработке и многоступенчатому отпуску, причем нагрев сплава до температуры проведения термомагнитной обработки ведут в магнитном поле. 1 табл.
Наверх