Способ нагрева заготовок из углеродистыхсталей под горячую обработку давлением

 

(72) Автор изобретеввв

N. Е..Михайленко

Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (73) Заявнтедь (54) СПОСОБ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ

СТАЛЕЙ ПОД ГОРЯЧУВ ОБРАБОТКУ ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к металлур-:. гии, в частности к нагреву заготовок нз углеродистых сталей в пламеннык печах под горячую обработку давлением.

При нагреве заготовок под горячуи обработку давлением в печах с окислительной атмосферой наряду с процессом окисления происходит обезуглероживание поверхностных слоев. .т - ° -. Щ

Остаточный обезуглероженный слой приводит к снижению механических свойств, к дополнительной механической обработке изделий. В последние годы возросла потребность в средствах и способах нагрева, снижающих обезуглероживание, возникающее йри нагреве.

Известен способ нагрева, снижающий глубину обезуглероженного слоя за счет его выгорения, например, в кони- В анроаанной атмосфере (1).

Однако известный способ сложен для реализации ввиду того, что он требует дополнительного оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ нагрева под горячую обработку давлением в окислительной атмосфере с выдержкой 10-!5 ч при 650-770ОС.

Этот способ позволяет снизить толщи ну обеэуглероженного слоя на Ор08О,! мм (2).

Однако известный способ обладает недостатками. К их числу относится больная продолжительность нагрева, что объясняется низкими скоростями процесса окисления в этом интервале температур. Кроме того, из-за низких скоростей протекания процессов снижение толщины обезуглероженного слоя незначительно даже при длительном времени выдержки.

Цель изобретения — снижение толщины остаточного обезуглероженного слоя.

Указанная цель достигается тем, что при нагреве заготовок с обезуглероженным поверхностным слоем в окис0689 4 нз стали У7, диаметром 24-25 мм, дли,ной 150 мм, с которых предварительно снимается поверхностный слой толщиной 1,5 мм.

Перед нагревом образцы взвешивались с точностью до 0,001 кг. Угар металла после нагрева определяется по потере веса. Глубина остаточного обезуглероживания поверхностного слоя образца оценивалась методом замера микро-гермо-ЭДС на поперечном шлифе.

Для получения обезуглероженной поверхности образцов их нагревают в элек-® трической трубча"ой печи с силитовы15 ми нагревателями до 1200 С, выдерживают 20 мин и охлаждают на воздухе.

После этого производится очистка образцов от окалины, взвешивание.

Изготовление шлифа и оценка глубины обезуглероживания. По результатам нагрева трех образцов получены следующие данные: потери с окалины составляют 2,2Х от начального веса, толщина остаточного обезуглероженного

25 слоя 0,7 мм.

Полученные укаэанным способом образцы с обезуглероженной поверхностью о нагревают до 950 С, выдерживают !

5 мин, а затем догревают до темпеЗо ратуры прокатки 1200 C. Контроль температуры образцов в процессе нагреаа осуществляется с помощью хромель-алгомелевой термопары эачекан7 ной в поверхностный слой. Результаты.

35 испытаний приведены в таблице.

0,502 0,493 1,79

0,4

0,551 0,543

1,45

0,45 ного слоя, что в конечном итоге приводит к уменьшению глубины обезуглероживания после нагрева до темпераратур прокатки.

Способ нагрева заготовок из углеродистых сталей под горячую обработку давлением, включающий проме3 85

:лительной атмосфере проводят выдержку при температуре поверхности заготовки 920-950 С.

Снижение толщины обезуглероженного слоя происходит за счет повышения скорости окисления стали в интервале температур 920-950 С над скоростью обеэуглероживания. Превышение скорости окисления стали в указанном интервале температур приводит к снижению остаточного обезуглероженного слоя .

Исследование кинетики процессов одновременного окисления и обезуглероживания углеродистой стали установило, что при сохранении общей экспоненциальной зависимости скорости обезуглероживания от температуры в интервале 850-1100"С наблюдается исключение при 920-950 С, что объясняется снижением скорости выгорания углерода в этом интервале температур. Затормакивание процессов обезуглерожицания происходит как за счет внутренних превращений 1изменения размера зерен), так и за счет протекания поверхностных окислительно-восстановительных процессов.

Длительность выдержки определяется толщиной необходимого остаточного .обезуглероживания слоя.

Предлагаемый способ был проверен в лабораторных условиях на образцах

Как видно из таблицы, глубина обеэуглероживания образцов после нагрева составляет в среднем 0,42 мм, что меньше глубины обезуглероживания образцов до нагрева o(0,7 мм).

Результаты проведенных испытаний свидетельствуют, что применение способа нагрева заготовок иа углеродистой стали до температуры прокатки, включающего выдержку при 920-950 С, позволяет при нагреве заготовок снизить толщину остаточного обезуглероженФормула изобретения жуточную выдержку, о т л и ч а ю— щ н и с я тем, что, с целью снижения толщины остаточного обезуглероженного слоя, выдержку производят при 920-950ОС.

850689 6

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

i. Авторское свидетельство СССР

ii 4448)8, кл. С 21 0 )/74, )974.

2. Сталь, )970, Ф )), с. )038.

Составитель А. Секлей

Редактор Е. Лушникова Тексел А.БабинеЧ . Еорфекто Г. Решетник

Заказ 6249/33 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

))3035 Москва Ж-35 Раувская наб.< д. 4)5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4