Способ термической обработки крупных поковок

 

Союз Советских

О П И С А Н И Е » 878799

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09,07.79 (21) 2793576!22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень ¹ 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (51) М Кл.

С 21 D 1/78

Государственный комитет

СССР ло делам нзобретенкй и открытий (53) УДК 621.785.79 (088,8) (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

КРУПНЫХ ПОКОВОК

Изобретение относится к термообработке крупных поковок и может быть использовано при отжиге и нормализации, например, опорных валков прокатных станов, крупных элементов деталей для мощных прессов и другого оборудования тяжелого и энергетического машиностроения из сталей с существованием перлнтной области распада аустенита, таких как 9ХФ, 75ХМ, 25ГС и др.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ термической обработки опорных валков, включающий переохлаждение с температуры конца ковки и температуры перекристаллизации ниже температуры

Ач1 перлитной области с выдержкой в конце переохлаждения, нагрев на температуру перекристаллизации и температуру отпуска, окончательное охлаждение в печи до

150 — 120 С (1).

Недостаток этого способа заключается в том, что операции выдержки в процессе переохлаждения до и после перекристаллизации, обеспечивающие выравнивание температуры по сечению бочки валка, приводят к перемене знака временнгях напряжений охлаждения с растягивающих на сжимающие в поверхностных слоях и со сжимающих на растягивающие в центральных

2 объемах валка. Ускоренный нагрев с температуры переохлаждения способствует возникновению высоких временных напряжений сжатия в поверхностных слоях и:

5 растяжения в центральных объемах валка„ которые совпадают по знаку с напряжениями переохлаждения и при суммировании могут превышать предел прочности о,, что приводит к образованию внутренних попе10 речных трещин и к разрушению валков на бочке. Большие суммарные временные напряжения не снимаются полностью при изотермической выдержке при 670 — 690" и„ суммируясь с напряжениями окончатель15 ного охлаждения, создают значительные остаточные напряжения сжатия в поверхностных объемах валка и растяжения в центральных в окончательно охлажденном состоянии, что так же является причиной

20 разрушения валков.

Целью изобретения является предотвращение разрушения валков в процессе термообработки, сокращение режима термообработки за счет исключения выдержкк

25 в конце процесса переохлаждения с температуры конца ковки и температуры перекристаллизации, а также повышение эксплуатационной стойкости валков.

Для достижения поставленной цели в

З0 способе термической обработки крупных

878799 поковок, включающем переохлаждение с температуры конца ковки ниже Ач;, нагрев до температуры перекристаллизации, охлаждение, отпуск и окончательное охлаждение в печи до температуры 150 — 200 С, 5 переохлаждение ведут до достижения центром поковки температуры Ач| 20 — 50 С и с этой температуры нагревают до температуры перекристаллизации, при этом нагрев до температуры перекристаллизации lO и нагрев под отпуск осуществляют со скоростью, равной или большей скорости переохлаждения, нагрев до температур перекристаллизации и отпуска ведут со скоростью 50 — 100 /ч. 15

Так как охлаждение идет с градиентом температур по сечению, то напряжения сжатия перлитных превращений в поверхностных слоях сразу снимаются. До начала перлитных превращений в центральных 20 объемах поковки поверхностные слои переохлаждаются в упругое состояние (400—

450 С), что вызывает на поверхности поковки временные напряжения растяжения, а в центре — сжатия. К этим структурным 25 напряжениям прибавляются температурные напряжения того же знака, величина которых тем больше, чем выше скорость охлаждения и больше глубина переохлаждения. Исключение выдержки в конце про- 30 цесса переохлаждения позволяет сохранить знак временных напряжений: на поверхности — растяжения, в центре — сжатия.

Нагрев на температуру перекристаллизации и отпуска со скоростью, равной или 35 большей скорости предшествующего охлаждения, но не более 100О/ч, вызывает возникновение временных напряжений нагрева обратного знака по сравнению с.напряжениями охлаждения, на поверхности — 40 сжатия, в центре — растяжения. Их суммирование уменьшает напряженное состоя:ние поковки. При выравнивании температуры металла по сечению в окончательно охлажденном изделии сохраняются незначительные остаточные напряжения сжатия в поверхностных слоях и растяжения в центральных. Управляя знаком временных напряжений, можно создать благоприятные условия для последующей термообра- 5О ботки, например, ТПЧ.

На чертеже изображен график режима термообработки (отжига) по предлагаемому способу.

Опорный валок И 1700 мм из стали

9ХФ переохлаждают с температуры конца ковки или копежа в печи при открытых крышках и шиберах со скоростью 50 /ч до

450 С на поверхности бочки валка, затем нагрева ют до 850 — 870 С со скоростью

50 /ч, выдерживают при этой температуре после выравнивания в течение 10 ч, охлаждают со скоростью 60 /ч в печи с раскрытыми крышками и шиберами до 450 С на поверхности бочки валка, нагревают до

660 — 680 С со скоростью 60 /ч, выдерживают при температуре 660 — 680 С в течение

70 ч и окончательно охлаждают в печи до

150 С со скоростью 20 /ч, затем охлаждают на воздухе.

Предложенный способ обеспечивает предотвращение разрушения валков в процессе термообработки за счет снижения уровня временных и остаточных напряжений, что позволит снизить потери от брака на 90О/О, сократить процесс термообработки на 60 — 80 ч, значительно повысить эксплуатационную стойкость валков. Способ можно применять как при отжиге, так и при нормализации.

Формула изобретения

1. Способ термической обработки крупных поковок, включающий переохлаждение с температуры конца ковки ниже Ачь нагрев до температур перекрчсталлизации, охлаждение, нагрев до температуры отпуска и окончательное охлаждение в печи до температуры 150 — 200 С, отл ич а ю щи йся тем, что, с целью предотвращения разрушения крупных поковок в процессе термообработки за счет снижения уровня внутренних напряжений и сокращения длительности термообработки, переохлаждсние ведут до достижения центром поковки температуры Ач,,20 — 50 С и с этой температуры нагревают до температуры перекристаллизации, при этом нагрев до температуры перекристаллизации и нагрев под отпуск осуществляют со скоростью, равной или большей скорости переохлаждения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев до температур перекристаллизации и отпуска ведут со скоростью

50 — 100 /ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гедеон М. В. и др. Термическая обработка валков холодной прокатки, 1973, с. 187, 191 (прототип).

878799

1 еда«тор С. Титова

Заказ 7139

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

Составитель А. Шлямнев

Техред И. Пенчко

Изд. № 558 Тираж 634

ВНИИПИ Государственного коъгнтета СССР по делам изобретений и открытий

<13035, Москва, 7К-35, Раушская наб„д. 4/5

Корректор О. Тюрина

Подписное