CS267964B1 - Způsob tepelného zpracování volně vykovaného výkovku z feritiko-perlitické oceli - Google Patents

Abstract

Řešení se týká nové technologie výkovků z feriticko-perlitických ocelí, u nichž se vyžaduje nejvyšší vnitřní jakost kontrolované ultrazvukovou zkouškou. Výkovky s povrchovou teplotou 600 °C až 950 °C jsou zakládány do pece o teplotě 500 °C až 700 °C a v ní se žíhají tak dlouho, až proběhne přeměna austenitu na ferit a perlit, načež ae výkovky ochlazují bez nebezpečí vzniku vnitřních vlasových trhlin na klidném vzduchu. Nejkratší přípustná doba žíhání Τλν hodinách) je limitována β přihlédnutím k průměru výkovku D (v metrech) a obsahu síry v oceli S (v hmotnostních proceňr —O 5 2 = n . S ’ . D , kde n je 23 až 28 podle typu oceli. Technologie je vhodná pro výkovky z uhlíkových a nízkolegovaných ocelí.

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování volně vykovaného výkovku z feriticko-perlitické oceli s nejvyšší vnitřní jakostí kontrolovanou ultrazvukovou zkouškou. Spadá do oboru technologie tváření feriticko-perlitických ocelí.

Doposud se ocelové volně vykované výkovky s nejvyšší vnitřní jakostí konečně vychlazují na teplotu dílny po předběžném vyžíhání nebo i kombinovaném tepelném zpracování, jehož hlavním smyslem je zabránit vzniku vnitřních vlasových trhlin detekovatelných ultrazvukovou zkouškou. Běžně se aplikuje jednoduché žíhání v pásmu teplot 550 °C až 650 °C, při kterém se dohotovený výkovek bezprostředně po dohotovení tvaru nebo po následném mezi ochlazení na vzduchu, při kterém teplota povrchu výkovku poklesne až asi na 500 °C, vsadí do pece vytemperované na teplotu v uvedeném rozmezí teplot a zde setrvá po dobu několika jednotek až desítek hodin, potom se vždy ochlazuje velmi pozvolna v přitápěné peci. Doba ochlazování přitom několikanásobně převyšuje vlastní dobu žíhání. Velmi pozvolné vychlazování se vyžaduje, protože se předpokládá, že při vzniku vnitřních vlasových trhlin dominují tepelná pnutí. Primární vychlazování je tak značně časově i energeticky náročné a náročné také na kapacity žíhacích pecí. Doba žíhání není volena s přihlédnutím k obsahu síry v oceli, který významně ovlivňuje rychlost rozpadu austenitu, jehož přítomnost ve struktuře podpovrchových vrstev v průběhu primárního ochlazování je podle nejnovějších poznatků nežádoucí.

Uvedené nevýhody doposud známých řešení se odstraní způsobem tepelného zpracování volně vykovaného výkovku z feriticko-perlitické oceli, při kterém je výkovek bezprostředně po dokování tvaru nebo po následném meziochlazení na vzduchu při teplotě povrchu 600 °C až 950 °C vložen do pece o teplotě 500 °C až 700 °C a v ní před konečným vychlazením žíhán podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nejkratší přípustná doba žíhání T^je definována vztahem T= n . sA5 . pí?, _kde jj průměr kružnice vepsané do největšího průřezu volně vykovaného ocelového výkovku v metrech, S je obsah síry v oceli v hmot. % a n 23 až 28 podle druhu použité oceli, a po vyžíhání je volně kovaný výkovek konečně dochlazen na vzduchu.

Výhodou uplatnění řešení podle vynálezu je optimalizace doby žíhání při primárním tepelném zpracování výkovků z feriticko-perlitických ocelí bez rizika vzniku vnitřních vlasových trhlin. Doba žíhání je dostatečně dlouhá pro zajištění přeměny austenitu za podmínek působení minimálních tepelných pnutí, přičemž není výrazně delší než je třeba s ohledem na obsah síry v oceli a velikost průřezu výkovku.

Vynález je postaven na poznatku, že pro vznik vnitřních vlasových trhlin je nejnebezpečnější nesoučasný průběh rozpadu austenitu po průřezu a existence austenitu v podpovrchových vrstvách výkovku v průběhu zrychleného ochlazování, a že je tedy třeba před ochlazením zajistit úplnou transformaci austenitu na ferit a perlit, přičemž bere v úvahu vliv zpracovávaného průřezu a že kinetiku rozpadu austenitu ovlivňuje obsah síry v oceli - se snižujícím se obsahem síry se doba potřebná pro přeměnu austenitu na ferit a perlit prodlužuje. Za nepřítomnosti austenitu je úroveň tepelných pnutí při ochlazování na vzduchu natolik nízká, že do průměru 500 mm výkovku nebezpečí z výskytu vnitřních trhlin nehrozí.

Příklad 1

Příkladem řešení podle vynálezu je způsob vychlazování výkovků é 320 mm z feritickc-perlitické oceli o chemickém složení 0,15 % uhlíku; 0,65 % manganu; 0,28 % křemíku; 0,012 % fosforu a 0,015 % síry, při kterém se postupovalo tak, že tvarově dohotovené výkovky s teplotou povrchu 600 °C až 700 °C byly zakládány do pece vytemperované na 600 °C a zde setrvávaly po dobu 24 hodiny, potom byly po této době z pece

CS 267 964 Bl vyjmuty a dochlazeny na klidném vzduchu. Celková doba primárního vychlazení se tak zkrátila o 70 hodin oproti obvyklému postupu, přičemž vnitřní jakost výkovků byla vyhovu jící.

Příklad 2

Dalším příkladem řešení podle vynálezu je způsob vychlazování výkovků ó 900 mm z feriticko-perlitické oceli o chemickém složení 0,17 % uhlíku; 0,70 % manganu; 0,25 % křemíku; 0,021 % fosforu a 0,025 % síry, při kterém se postupovalo tak, že tvarově dohotovené výkovky s teplotou povrchu 700 až 800 °C byly zakládány do pece vytemperované na 600 °C a zde setrvávaly po dobu 102 hodin. Vnitřní jakost výkovků vyhověla náročným požadavkům.

Claims (1)

1. Způsob tepelného zpracování volně vykovaného výkovku z feriticko-perlitické oceli, při kterém je výkovek bezprostředně po dokování tvaru nebo po následném meziochlazení na vzduchu při teplotě povrchu 600 °C až 950 °C vložen do pece o teplotě 500 °C až 700 °C a v ní před konečným vyhlazením žíhán, vyznačující se tím, že nejkratší přípustná doba žíhání (hod) je definována vztahem ΐΤ = n . S^-®’^ . D^?, kde D je průměr kružnice vepsané do největšího průřezu volně vykovaného výkovku v metrech, S je obsah síry v oceli v % hmot, a n je 23 až 28 podle druhu použité oceli a po vyžíhání je volně vykovaný výkovek z žíhací teploty dochlazen na vzduchu.