CS260844B1

CS260844B1 - Method of primary cooling castings made from corrosion-resisting steels

Info

Publication number: CS260844B1
Application number: CS87665A
Authority: CS
Inventors: Josef Bystricky; Josef Bosman; Frantisek Ludvik
Original assignee: Josef Bystricky; Josef Bosman; Frantisek Ludvik
Priority date: 1987-02-03
Filing date: 1987-02-03
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS66587A1

Abstract

Účelem způsobu primárního vychlazování odlitků z antikorozních ocelí je výrazně potlačit úroveň transformačních pnutí s ohledem na snížení zmetkovitosti a zlepšení mechanických vlastností odlitků. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že odlitky se po odstranění nálitků při teplotě do 400 °C a následném ohřevu v intervalu 300 až 500 °C postupně zchladí v peci rychlostí 2 °C/h až 30 °C/h do teploty 120 °C až 80 °G, načež následuje dvojnásobný ohřev na teplotu 600 ± 10 °C s následným ochlazováním rychlostí 2 °C/h až 30 °C/h jednak na teplotu 80 °C až 40 °C a jednak na teplotu 300 °C, čímž dojde k potlačení úrovně transformačních pnutí na 50 / původní hodnoty.The purpose of the primary cooling process of stainless steel castings is significantly to suppress the transformation level stresses to reduce scrap and improving the mechanical properties of the castings. This purpose is achieved by casting the castings after removing the risers at temperature to 400 ° C and subsequent heating at intervals 300-500 ° C gradually cooled in an oven at a speed 2 ° C / h to 30 ° C / h to 120 ° C to 80 ° C, followed by double heating to a temperature of 600 ± 10 ° C followed by cooling at 2 ° C / h to 30 ° C / h at a temperature of 80 ° C to 40 ° C and a temperature 300 ° C, thereby suppressing the level to 50 / original values.

Description

Vynález se týká způsobu primárního vychlazování rozměrných odlitků*zhotovených z antikorosních ocelí, napřo rozváděčích kol vodních turbin, čerpadel, oběžných lopatek vodních turbin apod.The invention relates to a method for the primary cooling of large castings made of stainless steels, such as water turbine guide wheels, pumps, water turbine blades and the like.

Podle současných technologií se rozměrné odlitky z antikorosní oceli GOR 13-6 vychlazují po odlití ve formě, přičemž rychlost chladnutí v intervalu teplot 1300 až 500°C je v průměru 4 až 5°C za hodinu. Při teplotě 500°G se provede vytrhnutí odlitku z formy a odlitek se chladí na klidném vzduchu rychlostí 4 až 5°G za hodinu do teploty min, 100°C, Pak následuje ohřev na teplotu 600°C, chlazení v peci nebo na vzduchu do teploty 35O°C, pálení nálitků, vyrovnání teplot na 270°C a ohřev na teplotu normalisacního žíhání s popuštěním. Jinou technologií, realisovanou kupř. u rozměrných oběžných lopatek vodních turbin je intensivní chlazení nálitku mezi teplotou 1000 až 500°C, kde je rychlost chladnutí 7 až 10°C/h ,Po dosažení teploty 500°C je odlitek vytržen z formy, pálí se nálitky, následuje vyrovnání teploty na 450°C v peci a volné chlazení na vzduchu do teploty min. 100°C<, Pak následuje tepelné zpracování na konečnou jakost.According to current technology, large castings of GOR 13-6 stainless steel are cooled after casting in the mold, with a cooling rate in the temperature range of 1300 to 500 ° C an average of 4 to 5 ° C per hour. At 500 ° C the casting is peeled from the mold and the casting is cooled in still air at a rate of 4 to 5 ° C per hour to min, 100 ° C, followed by heating to 600 ° C, furnace cooling or air to temperature 35 ° C, firing risers, temperature equalization to 270 ° C and heating to normalization temperature with tempering. Another technology, realized eg. for large water turbine blades, intensive cooling of the risers is between 1000 to 500 ° C, where the cooling rate is 7 to 10 ° C / h. After reaching the temperature of 500 ° C 450 ° C in the furnace and free cooling in air up to min. 100 ° C <, followed by heat treatment to final quality.

Nevýhodou dosavadních způsobů primárního vychlazování rozměrných a hmotných odlitků z antikorosní oceli GOR 13-6 je velké risiko vzniku nekvalitních výrobků. V prvém případě se jedná o ultrazvukovou neprůchodnost, která je způsobena hrubým licím zrnem, když teplota vychlazení nedosáhla teploty počátku martensitické transformace, nebo ji jen mírně podkročila. V druhém případě, je-li vychlazení po odlití úplné, vzniká v důsledku přeměny austenitu na martensit strukturní pnutí, jehož projevem jsou hrubé pnutové trhliny odlitku.The disadvantage of the existing methods of primary cooling of large and mass castings made of GOR 13-6 stainless steel is the high risk of poor quality products. In the first case, it is the ultrasonic obstruction that is caused by the coarse casting grain when the cooling temperature did not reach the temperature of the start of the martensitic transformation, or only slightly below it. In the latter case, if the cooling after casting is complete, a structural stress is created as a result of the conversion of austenite to martensite, which is manifested by coarse tension cracks in the casting.

vin

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob primárního vychlazování odlitků z antikorosních ocelí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že odlitky se po odstranění nálitků při teplotěThe above-mentioned disadvantages are eliminated by the method of primary cooling of the stainless steel castings according to the invention, which is based on the fact that the castings are removed at the temperature after removal of the risers.

- 2 -260 844 do 400°C a následném ohřevu na teplotu 300 až 500°C postupné zchladí v peci rychlostí 2°C/h až 30°C/h do teploty 120 až 80°C, načež následuje dvojnásobný ohřev na teplotu 600 i 10°C s následným ochlazováním rychlostí 2°C/h až 30°C/h jednak na teplotu 80 až 40°C a jednak na teplotu 300°G, čímž dojde k potlačení úrovně transformačních pnutí na 50 % původní hodnoty.- 2 -260 844 to 400 ° C followed by heating to 300 to 500 ° C gradually cooled in the furnace at 2 ° C / h to 30 ° C / h to 120 to 80 ° C, followed by double heating to 600 10 ° C followed by cooling at a rate of 2 ° C / h to 30 ° C / h to 80 to 40 ° C and 300 ° G to suppress the level of transformation stresses to 50% of the original value.

Předností tohoto způsobu je výrazné snížení transformačních pnutí až na 50 % původní hodnoty. Výsledkem je výrazné zvýšení jakosti odlitků. Počátek přeměny byl stanoven z dilatometrických měření a je pro litý stav, tj. vysoce stabilní austenit stanoven v intervalu teplot 200 až 140°C. Zchlazením odlitku v peci na teplotu 120 až 80°C transformuje 45 až 50 % objemu austenitu na martensit, ten je ohřevem na teplotu 600 - 10°G popuštěn. Následuje další ochlazení v peci na teplotu 80 až 40°C. Přitom transformuje dalších 25 až 30 % objemu austenitu na martensit. Transformovaný martensit je znovu popuštěn při teplotě 600 í 10°C, zbytek austenitu transformuje po úplném vychlazení na teplotu dílny. Realisací tohoto technologického postupu jsou vytvořeny předpoklady pro úplné potlačení transformačních trhlin u odlitků.The advantage of this method is a significant reduction of transformation stresses up to 50% of the original value. The result is a significant increase in casting quality. The onset of conversion was determined from dilatometric measurements and is determined for the cast state, i.e., highly stable austenite, at a temperature range of 200 to 140 ° C. Cooling the casting in the furnace to 120 to 80 ° C transforms 45 to 50% of the volume of austenite into martensite, which is tempered by heating to 600 - 10 ° C. Further cooling in an oven to 80-40 ° C follows. In doing so, it transforms an additional 25 to 30% by volume of austenite into martensite. The transformed martensite is re-tempered at 600 10 10 ° C, the rest of the austenite is transformed after complete cooling to the workshop temperature. Implementation of this technological process creates conditions for complete suppression of transformation cracks in castings.

Příkladem řešení způsobu podle vynálezu je technologický postup primárního vychlazování odlitku oběžné lopatky vodní turbiny z oceli COR 13-6 o hmotnosti 40 000 kg. Odlitek chladne ve formě v intervalu teplot 1300 až 600°C rychlostí 5°C/h Po dosažení teploty 600°C se odlitek vyjme z formy a při této teplotě se začne odstraňovat pálením nálitek. V průběhu této operace teplota odlitku klesá, pálení je skončeno při teplotě 400°C. Následuje vyrovnání teploty v celém odlitku v peci při teplotě 400 í 20°C s prodlevou 10 h .Pak odlitek chladne rychlostí 10 í 2°G/h do teploty 80 až 120°C. Tuto teplotu je nutné bezpečně dodržet a zaznamenat. Následuje ohřev na teplotu 600 10°C s prodlevou 20 h a ochlazením z této teploty v peci rychlostí 10 i 2°C/h do teploty 80 až 40°G. Rovněž tuto teplotu je nutné dodržet a zaznamenat. Ohřev na teplotu 600 i 10°C s prodlevou 20 h a chlazením v peci rychlostí 10 í 2°C/h do teploty 300°C, pak vzduch je konečnou fází primárního tepelného zpracování.An example of the solution of the method according to the invention is a technological process of primary cooling of a casting blade of a water turbine of COR 13-6 steel weighing 40,000 kg. The casting cools in the mold in the temperature range of 1300 to 600 ° C at a rate of 5 ° C / h. After reaching the temperature of 600 ° C, the casting is removed from the mold and at this temperature it is removed by burning the bosses. During this operation, the temperature of the casting decreases, the burning is finished at 400 ° C. The temperature of the entire casting is then equilibrated at 400 to 20 ° C with a 10 h delay. Then the casting cools at a rate of 10 to 2 ° G / h to a temperature of 80 to 120 ° C. This temperature must be safely maintained and recorded. Heating to 600 10 ° C followed by a 20 h delay and cooling from this temperature in the furnace at a rate of 10 and 2 ° C / h to a temperature of 80 to 40 ° C. This temperature must also be observed and recorded. Heating to 600 and 10 ° C with a 20 h delay and cooling in the furnace at a rate of 10 ± 2 ° C / h to 300 ° C, then air is the final stage of the primary heat treatment.

- 3 260 844- 3,260,844

Po něm následuje tepelné zpracování na konečnou jakost, sestávající z normalisacního žíhání s popuštěním·This is followed by a final heat treatment consisting of normalization annealing with tempering ·

Claims

Method of primary cooling of stainless steel castings, characterized in that the castings are gradually cooled in an oven at a temperature of up to 400 ° C and subsequently heated to a temperature of 300 to 500 ° C after removal of the risers.

5 ° C / h. up to 30 ° C / h to 120 ° C to 80 ° C, followed by double heating to 600 and 10 ° C followed by cooling at 2 ° G / h to 30 ° C / h to 80 to 40 ° G and on the other hand to a temperature of 300 ° C.