CS249404B1 - Způsob tepelného zpracováni odlitků z nízkolegované oceíe - Google Patents

Abstract

Za ÚSelea dosaženi vysokých pevnostních parametrů odlitků jsou tyto austenitisová- ny při tsplotá 880 °C až 950 9C, načež jsou podrobeny neúplnému lzoteraickáau rozpadu austenitu při transformaSnl teplote 280 C až 420 C e následný· dochlazenía, přičemž, přechod odlitků s austenitizečního prostředí do prostředí, v námž probíhá neúplný isoteraický rozpad, trvá 5 až 20 sekund. Uvedený spůsob se aplikuje u odlitků ns« bo dílů s oceli o hmotnostním obsahu 0,3 až 0,85 Í uhlíku, 0,2 až 0,6 S manganu, 0,01 až 0,04 S fosforu, 0,01 až 2,04 Š síry a obsahující kromě křemíku aspoň některou z le- gur chrom, nikl, molybden, mád. Odlitky takto zpracovaná vykazují vesměs vysoká mechanická vlastnosti, umožňující jejich použití jako velmi namáhaná součásti.

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování odlitků z nízkolegovaná ocele o hmotnostním obsahu 0,3 až 0,85 % uhlíku, 0,2 až 0,6 % manganu, 0,01 až 0,04 % fosforu, 0,01 až 0,04 % síry, obsahujících kzomě křemíku alespoň nákterou z legur chrom, nikl, molybden, měň.

V ředě odvětví, jako např. v hornictví, dopřává, zemědělství, hutnictví, stavebnictví, jsou nákteré části používaných strojů a zařízená velmi namáhány. Jsou to různá Sásti, zejména mlecí desky, tlukadla, pásové Slánky, půduzpracujicí elementy, břity lžicí rypadel, rychlostní skříně apod., od kterých jsou vyžadovány vysoká pevnostní a plastická vlastnosti a vysoká odolnost proti abrazivnímu, adhezivnímu a i erozivnímu působení.

Tyto součásti se doposud vyrábějí v převážně z auetenitických ocelí a vysokolegovanýeh slitin tepelně zpracovaných. Nevýhodou těchto dosud používaných materiálů a způsobu jejich zpracování, jsou poměrně vysoká výrobní náklady u auetenitických ocelí a energeticky náročná tepelná zpracování odlitků.

U použitých vysokolegovanýeh slitin nelze dosáhnout optimální kombinace pevnostních a plastických vlastností a při styku s abrazivem dochází k výraznému snížení životnosti dílů z těchto slitin. Díly je nutno často vyměňovat, oož nepříznivě zvyěuje celkovou nákladovost výroby.

Jsou známy způsoby tepelného zpracování tenkoetěnných odlitků z legovaných, příp. nízkolegovaných ocelí a tvárných litin za účelem získání dobrých mechanických vlastností.

Tak např. u některých odlitků se tepelné zpracování provádí tak, že jsou odlitky austenitizovány za teploty za teploty 950 °C po dobu 60 až 180 minut za účelem vyrovnámí chemického složení, příp. rozložení ledeburitickáho cement!tu a potě ochlazovány na vzduchu, nebo v peci rychlostí 2 °C až 10 °C/hodinu. Výsledkem je získání feriticko - perlitická, nebo feritické matrice, která sice zaručuje dobrou plasticitu a houževnatost avěak poměrně nízkou pevnost odlitků, což je jejich velkým nedostatkem, značně omezujícím oblast jejich použití.

Jiný způsob představuje klasická zušlechťováni. Odlitky jsou austenltizovány za teploty 900 až 1 000 °C, zakaleny do vody nebo oleje a i několikrát popuštěny za teploty 400 °C až 650 °C.

Nevýhodou těchto způsobů je, že odlitky z nízkolegovaná oceli, příp. tvárná litiny, mají bu3 yysokou plasticitu a houževnatost a nízkou pevnost v tahu nebo vyěěí hodnoty pevnosti při velmi nízké plasticitě a houževnatosti, což omezuje jejich ěirěl upotřeb!telnost.

Vynález si klade za cíl, vytvořit vhodný způsob tepelného zpracování odlitků z nlzkolegovaná ocele o hmotnostním obsahu 0,3 až 0,85 % uhlíku, 0,2 až 0,6 % manganu, 0,01 až 0,04 % fosforu, 0,01 až 0,04 % síry, obsahujících kromě křemíku alepoň některou z legur chrom, nikl, molybden, měň.

Podstatou způsobu tepelného zpracování odlitků z ocele podle vynálezu spočívá v tom, že odlitky jsou austenltizovány při teplotě 880 °C až 950 °C, v lázni o hmotnostním obsahu 50 % KC1 a 50 % NaCl, po dobu 30 až 60 minut, načež jsou podrobeny neúplnému lzotermiekámu rozpadu austenitu při transformační teplotě 280 °C až 420 °C v lázni o hmotnostním obsahu 63 % NOH a 37 % NaOH, po dobu 35 až 300 minut s následným dochlazením, přičemž přecfyhd odlitků z austenotizačního prostředí do prostředí, v němž probíhá neúplný izotermieký rozpad trvá 5 až 20 sekund. Jiným význakem je, že austenitizace probíhá ve vzdušná atmosféře.

Popsaným způsobem tepelného zpracomání odlitků se dosáhne pevnostních a plastických vlastností při vysoká odolnosti proti opotřebení, což má za následek zvýšenou životnost součástí. Dosažená strukturní směs odlitků má toto složení : bainit od 65 až 80 SS, zbytkový austenlt od 20 až 35 SS, martenslt až 10 %.

Příklad 1

Odlitky o síle stěny 5 až 30 mm o základním složení 0,65 % uhlíku, 0,2 % manganu,

0,02 % fosforu, 0,02 % síry a o obsahu legur, tj. 0,6 % chrómu, 0,8 % niklu, 0,2 % molybdenu, 0,6 % mědi a 1,9 % křemíku - tj. celkovém obsahu legur 4,1 %, véechno v hmotnostních množstvích -, zbytek železo, se vloží do austenitizační...pece s lázní o složeni 50 % KC1 a 50 % NaCl, ve které jsou austenitizovány při teploté 900 °c po dobu 30 minut.

Poté jsou odlitky co nejrychleji - v průběhu 5 až 20 sekund přemístěny do pece s lázní o složení 63 % KOH a 27 % NaOH, kde v nich při teplotě 400 °C probíhá po dobu 120 minut částečný izotermický rozpad austenitu.

Výsledkem této neúplné přeměny je strukturální směs tohoto složení : bainit cca 68 %, zbytkový austenit cca 32 %. Poté následuje dochlazeňí odlitků na vzduchu.

Příklad 2

Odlitky o síle stěny 5 až 30 mm o základním složení 0,6 % uhlíku, 0,3 Ϊ manganu,

0,04 % fosforu, 0,02 % síry a o celkovém obsahu legur 3»5 %, jmenovitě 1,2 % niklu, 0,3 % molybdenu a 2,0 % křemíku - všechno v hmotnostních množstvích - zbytek železo, se vloží do austenitizační pece s lázní stejného složení jako v příkladu 1, ve které jsou austenitizovány při teplotě 900 °C po dobu 30 minut.

Poté jsou odlitky co nejrychleji - v průběhu 20 sekund - přemístěny do pece s lázní o složení shodném podle příkladu 1, kde v nich při teplotě 300 °C probíhá po dobu 150 minut částečný izotermický rozpad austenitu.

Výsledkem této neúplné přeměny je strukturální směs odlitků, mající toto složení : bainit cca 80 56, zbytkový austenit cca 20 %. Poté následuje dochlazeňí odlitků ve vodě.

Jako u příkladu 1, tak i u příkladu 2 je výsledkem dosažení vysokých mechanických vlastností odlitků, jež lze charakterizovat přibližně těmito hodnotami: maximální pevnost v tahu cca 1 200 až 1 900 MPA mez kluzu - cca 900 až 1 500 KPA tvrdost - cca 300 až 500 HV tažnost - cca 6 až 24 %

-»2 vrubová houževnatost - cca 20 až 39 Jcm

Při použití transformačních teplot blížících se spodní mezi 280 °C dosahuje se maximálních hodnot meze pevnosti v tahu, tj. 1 900 KPa, meze kluzu 1 500 KPa, tvrdosti 500 HV a poněkud nižších hodnot tažnosti, tj. 6 % a vrubové houževnatosti 20 Jcm? a při použití transformačních teplot blížících se horní mezi 420 °C se dosahuje poněkud nižších hodnot meze pevnosti v tahu, tj. 1 200 MPa, meze kluzu 900 MPe, tvrdosti 300 HV, maxmimálních hodnot tažnosti, tj. 24 % a. vrubově houževnatosti 35 Jcm .

Místo odlitků lze takto tepelně zpracovat i díly vyrobené např. z ocelových plechů popsaného složení. Z hlediska použité technologie tepelného zpracování, je třeba tyto díly a odlitky považovat za ekvivalentní.

Claims (2)

1. Způsob tepelného zpracování odlitků z nlzkolegované ocele o hmotnostním obsahu 0,3 až 0,85 % uhlíku, 0,2 až 0,6 % manganu, 0,01 až 0,04 % fosforu, 0,01 až 0,04 % síry obsahujících kromě křemíku alespoň některou z legur chrom, nikl, molybden,měň, vyznačený tím, že odlitky jsou austenitizovány při teplotě Θ80 °C až 990 °C v lázni o hmotnostním obsahu 90 % chloridu draselného a 90 % chloridu sodného po dobu 30 až 60 minut, načež jsou podrobeny neúplnému izotermickému rozpadu austenitu při transformační teploté 280 °C až 420 °C v lázni o hmotnostním obsahu 63 % hydoxidu draselného, 37 % hydroxidu sodného po dobu 39 až 300 minut s následným dochlazenlm, přičemž přechod odlitků z austenitizačního prostředí do prostře dí, v némž probíhá neúplný izotermlcký rozpad, trvá 9 až 20 sekund.

2. Způsob podle bodu t, vyznačený tím, že auetenitizace probíhá ve vzdužné atmosféře.