CZ307645B6 - Způsob výroby součástí z ocelí - Google Patents
Způsob výroby součástí z ocelí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307645B6 CZ307645B6 CZ2017-86A CZ201786A CZ307645B6 CZ 307645 B6 CZ307645 B6 CZ 307645B6 CZ 201786 A CZ201786 A CZ 201786A CZ 307645 B6 CZ307645 B6 CZ 307645B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- temperature
- quenching
- austenite
- blank
- steel parts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Způsob výroby ocelových dílů metodou využívající tvorbu vícefázové struktury, skládající se z nízkonapěťového martenzitu se zvýšenou plasticitou a stabilizovaným zbytkovým austenitem, částečným zakalením v kalicí lázni tvořené vařící vodou, přičemž teplota Moceli leží nad teplotou bodu varu vodního kalicího média, spočívá v tom, že polotovar je z teploty austenitu zachlazen postupným opakovaným zanořováním a vynořováním do kalicí lázně až do okamžiku, kdy je dosažena v celém objemu polotovaru teplota mezi Qa Q, bezprostředně poté je provedena stabilizace austenitu při teplotě, která může být stejná, vyšší a/nebo nižší, než byly teploty kalení Qa Q, polotovar je poté z pece vyjmut a vychlazen na teplotu okolí.
Description
Způsob výroby součástí z ocelí
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby ocelových dílů, jejichž teplota Mf leží nad teplotou varu vodního kalicího média, využívající tvorbu vícefázové struktury částečným zakalením ve vroucí vodní lázni, vedoucí ke vzniku mikrostruktury s nízkonapěťovým martenzitem se zvýšenou plasticitou a stabilizovaným zbytkovým austenitem.
Dosavadní stav techniky
Ocelové díly jsou zpravidla vyráběny z polotovarů, které jsou ve stavu dobré zpracovatelnosti. Poté je zpravidla nutno modifikovat strukturu součásti tak, aby byly dosaženy vhodné mechanické vlastnosti pro danou technickou aplikaci. Často je k tomu používán proces kombinace kalení a popouštění, takzvané zušlechťování, a to v různých variantách a využití různých parametrů podle použitého materiálu a podle požadovaných vlastností výsledné struktury. Výslednou strukturou po kalení je zpravidla martenzit, který vykazuje sice vysokou pevnost, ale díky vnitřním pnutím má velmi nízkou tažnost. To představuje problém při namáhání součástí, které by se při provozním namáhání snadno poškodily lomem. Proto je při zušlechťování martenzitická struktura po kalení následně popouštěna. Tím vzniká specifická struktura bainitu, nazývaná rovněž jako sorbit. Ten se skládá zpravidla z jemných karbidů a z bainitického feritu. Tímto postupem zpracování se sice poněkud snižuje pevnost materiálu, ale zároveň se zvyšuje tažnost, která je důležitá pro dosažení požadované provozní bezpečnosti součástí. V nedávné minulosti byly vyvinuty procesy, které umožňují dosáhnout tažností kolem 10 % i u vícefázových martenzitických struktur, avšak jejich aplikace je doposud komplikovaná, neboť kalení musí být přerušeno při definovaných teplotách, zpravidla kolem 200 až 300 °C. Poté musí být provedeno temperování při teplotách v rozmezí 200 až 380 °C. Pro takový postup je nutno používat speciální postupy a média, jako je kupříkladu kalení do solných lázní. Tyto postupy vyžadují speciální, velmi často komplikovaná řízení, energetické náklady a představují i značnou ekologickou zátěž spojenou s využíváním solných kalicích médií. Navíc je nutno provádět čištění povrchu výrobků od zbytků kalicích médií, nebo zavádět opatření, aby použitá média na produktech neulpívala.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky používaných způsobů výroby odstraňuje způsob výroby charakteristický tím, že je ocelový polotovar z teploty austenitu zachlazen postupným opakovaným zachlazením ve vařící vodě. A to tak, že polotovar je postupně zanořován a vyjímán z lázně tak, aby jeho povrchová teplota neklesla pod požadovanou teplotu kalení Qt, která leží nad teplotou Mf. V okamžiku, kdy se teplota polotovaru přiblíží k teplotě Qt, je polotovar z lázně vyjmut, přičemž dojde k postupnému zvyšování povrchové teploty v důsledku tepelného toku z vnitřní části výkovku směrem k povrchu. Poté, co teplota povrchu stoupne na maximální dovolenou hodnotu QTh, je polotovar opětně zanořen do vařící vody, načež je postup opakován až do okamžiku, než je odvedeno teplo z vnitřních částí polotovaru a v celém objemu je dosažena teplota ležící mezi teplotami Qt a Qti,. Teplotou Qt se rozumí požadovaná minimální teplota zakalení a Qn, je teplota ohraničující horní dovolenou hranici teplot kalení tak, aby nedocházelo k popuštění martenzitu a k jeho rozpadu na bainitický ferit a karbidy, v tom okamžiku je proces kalení polotovaru ukončen a bezprostředně poté je provedena stabilizace jeho struktury při teplotě stabilizace, která může být poněkud vyšší, nebo i poněkud nižší, než byly teploty kalení Qt a QTh. Tato stabilizace je provedena například v peci. Po několikaminutové stabilizaci se výrobek nechá vychladnout na teplotu okolí.
- 1 CZ 307645 B6
Příklad uskutečnění vynálezu
Polotovar z oceli o složení viz tab. 1 je při teplotě přibližně 930 °C zavěšen do závěsu kalicího manipulátoru. Ten je programově, podle předem stanoveného postupu chlazení, ovládán tak, že opakovaně zanořuje a vyjímá polotovar z chladicí lázně. Po dosažení teploty polotovaru v intervalu Qt a Qm je zanotování ukončeno a při této teplotě je polotovar přemístěn do pece s teplotou přibližně 300 °C, ve které setrvá podle velikosti a tvaru v rozmezí přibližně 5 až 20 minut. Poté je z pece vyjmut a vychlazen na teplotu okolí.
c | Si | Mn |
0,43 | 2 | 0,6 |
Tab. 1: Chemické složení materiálu v procentech
Druhým příkladem je postup, kdy je výkovek z oceli o složení viz tab. 2 bezprostředně po ostřižení a kalibraci uchopen kleštěmi robotu, který opakovaně zanořuje a vyjímá polotovar z vodní chladicí lázně. Zanotování a vynořování je voleno tak, aby bylo teplo odváděno v souladu s rozdělením množství materiálu, podle tvaru a průřezu. Přitom nemusí být pokaždé provedeno úplné zanoření. V případě potřeby robot při vynoření výkovku nastavuje výkovek do proudu vzduchu, a to tak, aby ochlazování bylo v co nejlepším souladu s požadavky na vývoj struktury. Po dosažení teploty polotovaru v intervalu Qt a QTh je proces ochlazování ukončen a při této teplotě, je výkovek přemístěn do průběžné pece s teplotou přibližně 350 °C, ve které setrvá podle velikosti a tvaru v rozmezí přibližně 15 minut. Poté je výkovek z pece vyjmut a vychlazen na teplotu okolí. __________________________________________
C | Si | Mn |
0,38 | 2,1 | 0,7 |
Tab. 2: Chemické složení materiálu v procentech
Průmyslová využitelnost
Vynález lze široce uplatnit v oblasti tepelného a termomechanického zpracování polotovarů z vysokopevných ocelí, zejména při výrobě ocelových dílů především pro strojírenský průmysl.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (1)
1. Způsob výroby ocelových dílů metodou využívající tvorbu vícefázové struktury, skládající se z nízkonapěťového martenzitu se zvýšenou plasticitou a stabilizovaným zbytkovým austenitem, částečným zakalením v kalicí lázni tvořené vařící vodou, přičemž teplota Mf oceli leží nad teplotou bodu varu vodního kalicího média, vyznačující se tím, že polotovar je z teploty austenitu zachlazen postupným opakovaným zanotováním a vynořováním do kalicí lázně až do okamžiku, kdy je dosažena v celém objemu polotovaru teploty mezi požadovanou minimální teplotou zakalení QT a teplotou ohraničující horní dovolenou hranici teplot kalení Qrh, bezprostředně poté je provedena stabilizace austenitu při teplotě, která je stejná, vyšší nebo nižší, než byly teploty QT a Qrh, polotovar je poté z pece vyjmut a vychlazen na teplotu okolí.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2017-86A CZ307645B6 (cs) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Způsob výroby součástí z ocelí |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2017-86A CZ307645B6 (cs) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Způsob výroby součástí z ocelí |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ201786A3 CZ201786A3 (cs) | 2019-01-30 |
CZ307645B6 true CZ307645B6 (cs) | 2019-01-30 |
Family
ID=65039207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2017-86A CZ307645B6 (cs) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Způsob výroby součástí z ocelí |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ307645B6 (cs) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ308468B6 (cs) * | 2019-07-30 | 2020-09-02 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob výroby součástí z ocelí kalením s vyrovnáním teplot na teplotu Ms |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0172544A2 (de) * | 1984-08-23 | 1986-02-26 | Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft | Verfahren zur Wärmebehandlung von warmgewalzten Spannstählen in Form von Stäben oder Drähten |
LU86098A1 (fr) * | 1984-10-03 | 1986-03-11 | Centre Rech Metallurgique | Procede d'assemblage longitudinal de barres metalliques |
US4592788A (en) * | 1984-12-21 | 1986-06-03 | Veb Stahl- Und Walzwerk "Wilhelm Florin" | Method for pressurized water quenching of rolled steel products |
EP0473561A1 (fr) * | 1990-08-14 | 1992-03-04 | CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif | Procédé de traitement thermique d'un produit en acier |
CZ305175B6 (cs) * | 2013-04-22 | 2015-05-27 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob výroby ocelových dílů |
EP3050992A1 (en) * | 2013-09-26 | 2016-08-03 | Peking University Founder Group Co., Ltd | Production process for non-quenched and tempered steel |
-
2017
- 2017-02-15 CZ CZ2017-86A patent/CZ307645B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0172544A2 (de) * | 1984-08-23 | 1986-02-26 | Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft | Verfahren zur Wärmebehandlung von warmgewalzten Spannstählen in Form von Stäben oder Drähten |
LU86098A1 (fr) * | 1984-10-03 | 1986-03-11 | Centre Rech Metallurgique | Procede d'assemblage longitudinal de barres metalliques |
US4592788A (en) * | 1984-12-21 | 1986-06-03 | Veb Stahl- Und Walzwerk "Wilhelm Florin" | Method for pressurized water quenching of rolled steel products |
EP0473561A1 (fr) * | 1990-08-14 | 1992-03-04 | CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif | Procédé de traitement thermique d'un produit en acier |
CZ305175B6 (cs) * | 2013-04-22 | 2015-05-27 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob výroby ocelových dílů |
EP3050992A1 (en) * | 2013-09-26 | 2016-08-03 | Peking University Founder Group Co., Ltd | Production process for non-quenched and tempered steel |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
(Homogeneous nucleation boiling during jet impingement quench of hot surfaces above thermodynamic limiting temperature; Mohamed Nasim Hasan, Masanori Monde, Yuichi Mitsutake; International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 54, No. 13-14, ISSN: 0017-9310) 10.05.2011 * |
(Stepping-quenching-partitioning treatment of 20SiMn2MoV A steel and effects of carbon and carbide forming elements; YueFeng Zhu, FengYing Wang, HuiHua Zhou, Guan Wang and BoZhi Jiang: Sci. China Technol. Sci., 55, doi:10.1007/s11431-012-4884-8) 2012 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ308468B6 (cs) * | 2019-07-30 | 2020-09-02 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob výroby součástí z ocelí kalením s vyrovnáním teplot na teplotu Ms |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ201786A3 (cs) | 2019-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106929656B (zh) | 一种34CrNiMo6大型锻件的调质处理方法 | |
JP5105235B2 (ja) | 金型の焼入れ方法 | |
RU2015122868A (ru) | Сталь для поверхностно упрочняемых механических деталей с высокими механическими свойствами, механические детали из указанной стали и способ их изготовления | |
CZ307645B6 (cs) | Způsob výroby součástí z ocelí | |
JP2006342377A (ja) | 大物金型の焼入れ方法 | |
CN109082513B (zh) | 一种大型泵壳的热处理工艺 | |
JP5075293B2 (ja) | 金型の焼入れ方法 | |
CN105755266A (zh) | 一种齿轮淬火工艺 | |
CZ305587B6 (cs) | Způsob tepelného zpracování ložiskové oceli | |
CZ2019495A3 (cs) | Způsob výroby součástí z ocelí kalením s vyrovnáním teplot na teplotu Ms | |
CZ307345B6 (cs) | Způsob výroby součástí lomeným kalením | |
CZ305175B6 (cs) | Způsob výroby ocelových dílů | |
CN105861919A (zh) | 高强度螺栓的生产工艺 | |
KR101177183B1 (ko) | 가열된 금속의 냉각 방법 및 냉각 장치, 이에 사용되는 염 | |
JP5050436B2 (ja) | 合金鋼の製造方法 | |
SE462853B (sv) | Foerfarande foer reglering av snabbkylningen vid framstaellning av staalarmeringsstaenger | |
CA1191077A (en) | Interrupted quench process | |
Clark et al. | Heat treatment effects on distortion, residual stress, and retained austenite in carburized 4320 steel | |
RU2544730C1 (ru) | Способ термомеханической обработки низколегированной стали | |
CN104004969B (zh) | 一种大型蒸汽轮机外缸铸造及热处理方法 | |
JPS6431920A (en) | Method for preventing decarbonization after spheroidizing heat treatment and heat treating furnace | |
US979113A (en) | Heat treatment of steel. | |
RU2372409C2 (ru) | Способ термической обработки металлической дроби | |
US92220A (en) | Shoes and other articles | |
CN106755789A (zh) | 高铬铸铁的热处理工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200215 |