DE653981C

DE653981C - Process for reducing disadvantageous stresses on deformed metallic castings or forgings

Info

Publication number: DE653981C
Application number: DEU11858D
Authority: DE
Original assignee: United States Pipe and Foundry Co LLC
Current assignee: United States Pipe and Foundry Co LLC
Priority date: 1932-08-04
Filing date: 1932-08-04
Publication date: 1937-12-07

Description

Verfahren zur Verminderung nachteiliger Spannungen an verformten metallischen Guß- oder Schmiedestücken - Es ist bekannt, daß metallische Guß- oder Schmiedestücke leicht innere Spannungen aufweisen, die durch das Gießen bzw. Schmieden entstehen oder auch. durch nachfolgendes Glühen und Erhitzen der Metalle oder endlich durch die Bearbeitung hervorgerufen werden können. Diese Spannungen sind in manchen Fällen so groß, daß sie zu einem vollkommenen oder teilweisen Bruch des Metallgegenstandes führen oder auch eine Deformierung des Gegenstandes hervorrufen. Oft treten die Deformierungen nicht hervor, bis der Metallgegenstand gealtert ist. In anderen Fällen treten die Deformierungen erst auf, wenn der Gegenstand einer Bearbeitung unterworfen wird. Die Spannungen können auch so lange unsichtbar bleiben, bis das Metall eine Erhitzung erfährt, beispielsweise wenn es sich um Ventile handelt, die bei hohen Temperaturen gebraucht werden.Process for reducing detrimental stresses on deformed metallic materials Castings or Forgings - It is known to have metallic castings or forgings easily have internal stresses caused by casting or forging or. by subsequent annealing and heating of the metals or finally by the processing can be caused. These tensions are in some cases so great that it ruptures the metal object completely or partially lead or cause deformation of the object. Often the Deformations do not emerge until the metal object has aged. In other cases the deformations only occur when the object has been processed will. The tensions can also remain invisible until the metal has a Experiences heating, for example when it comes to valves that are at high Temperatures are needed.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, um diese inneren Spannungen aufzuheben oder ihre Eigenart und Größe so zu verändern, daß sie keine nachteiligen Folgen mehr herbeiführen können. Es wurde gefÜnden, daß, wenn man den Metallgegenstand, und zwar Guß- oder Schmiedestücke, einem hohen Druck unterwirft, der gleichzeitig auf die ganze Oberfläche einwirkt, und den Einfluß verschiedener Drücke in einer geeigneten Vorrichtung verfolgt. ein Druck ermittelt werden kann, der die Spannung in vorteilhafter Weise verändert und sie so weitgehendherabsetzt, daß die noch übrigbleibenden Spannungen unschädlich sind oder sogar nützlich werden.The invention relates to a method to relieve these internal stresses to cancel or to change their character and size so that they are not detrimental Consequences can bring about more. It has been found that if the metal object, namely castings or forgings, subjected to a high pressure, which at the same time acts on the whole surface, and the influence of different pressures in one appropriate device pursued. a pressure can be determined which is the tension changed in an advantageous manner and so largely reduced that the remaining Tensions are harmless or even useful.

Es ist zwar schon der Vorschlag gemacht worden, zum Zweck der Verbesserung der Eigenschaften von metallischen Werkstücken diese auf ihrer ganzen Oberfläche einem hohen Druck zu unterwerfen. Bei dem älteren Verfahren ging man von der Vorstellung aus, es sei möglich, durch die Anwendung derartiger Drucke eine Verdichtung des Werkstoffes und damit eine Steigerung seiner Härte und seiner Elastizität zu erzielen. An eine Beeinflussung der inneren Spannungen ist bei dem bekannten Verfahren aber nicht gedacht worden. Ebensowenig wurde dabei berücksichtigt, daß es darauf ankommt, aus einer Druckreihe bestimmte Werte zu ermitteln, bei denen die Beeinflussung der Spannungen einen Höchstwert erreicht.The suggestion has already been made for the purpose of improvement the properties of metallic workpieces over their entire surface subject to high pressure. The older method was based on the idea from the fact that it is possible to condense the Material and thus to achieve an increase in its hardness and elasticity. In the known method, however, there is an influence on the internal stresses not been thought of. Nor was it taken into account that it is important to determine certain values from a series of prints at which the influence of the Tensions reached a maximum value.

Demgegenüber haben Versuchsreihen, die bei der Ausarbeitung der vorliegenden Erfindung ausgeführt worden sind, ergeben, daß Drucksteigerungen, welche weder die Brinellhärte noch die Elastizität beeinflussen und auch die Form und die Dichte des Gegenstandes unverändert lassen, die inneren Spannungen, die bei der Herstellung entstanden sind, weitgehend beseitigen und eine klare Verbesserung der endlichen Streckgrenze des zu behandelnden Gegenstandes herbeiführen. Bei Versuchen, die mit Bußeisernen Stangen ausgeführt worden sind und in denn Verlauf Drucke von Soo bis ioooo kgicln2 ausgeübt wurden, betrug die Brinellhärte 178 bis 183 Einheiten. Die Streckgrenze unterlag dagegen erheblichen Änderungen und erreichte bei einem Druck von allnähernd 6oo kglcm'= einen Höchstwert. Bei Behandlung von Stangen, die aus einer Aluminiumlegierung mit 3.5 @'o Kupfer, o,5 #)'o Magnesium und o,96 0-o Mangan bestehen, betrug die Brinellhärte vor und nach der Behandlung 86 Einheiten, und blieb die Dehnung unverändert. Die Streckgrenze erreichte ebenfalls oberhalb von 5000 kg cm= einen Höchstwert.In contrast, the series of tests carried out during the preparation of the present invention have shown that increases in pressure, which neither affect the Brinell hardness nor the elasticity and also leave the shape and density of the object unchanged, reduce the internal stresses that have arisen during manufacture , largely eliminate and bring about a clear improvement in the finite yield point of the object to be treated. In experiments which were carried out with pen-iron rods and in the course of which pressures of soo to 10000 kgicln2 were exerted, the Brinell hardness was 178 to 183 units. The yield point, on the other hand, was subject to considerable changes and reached a maximum value at a pressure of almost 600 kglcm '=. When bars made of an aluminum alloy containing 3.5% copper, 0.55% magnesium and 0.96.0% manganese were treated, the Brinell hardness before and after the treatment was 86 units and the elongation was unchanged . The yield point also reached a maximum value above 5000 kg cm =.

Im allgemeinen verlangen 'Metalle mit hoher Elastizitäts-_und Streckgrenze einen höheren Druck, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. als 'Metalle mit einer niedrigeren Elastizitäts- und Streckgrenze. Der optimale Druck kann für einen bestinunten Gegenstand leicht bestimmt werden und dann für alle Gegenstände aus demselben Werkstoff Anwendung finden. In jedem Falle findet man, daß die günstigste Wirkung bei der Beseitigung oder Abänderung der inneren Spannungen durch einen bestimmten Druckbereich hervorgerufen wird. überschreitet man diesen Bereich, so werden die ursprünglichen inneren Spannungen wieder hergestellt oder in manchen Fällen neue schädliche Spannungen hervorgerufen. In jedem Falle ist es daher notwendig, durch den Versuch den günstigsten Druckbereich zu ermitteln, dem der Gegenstand ausgesetzt «-erden soll, und dann andere Gegenstände derselben Art mit den vorher ermittelten Drucken zu behandeln. Am besten arbeitet man mit hydraulischem Druck.In general, metals with high elasticity and yield strength are required higher pressure to achieve the desired result. than 'metals with a lower elastic and yield strength. The optimal pressure can be determined for one Object can be easily determined and then for all objects made of the same material Find application. In any case one finds that the most favorable effect is in the Elimination or modification of internal stresses through a specific pressure range is caused. If you exceed this range, the original ones become internal tensions restored or in some cases new harmful tensions evoked. In any case it is therefore necessary to try the cheapest To determine the pressure area to which the object is to be exposed, and then to treat other objects of the same kind with the previously determined pressure. It is best to work with hydraulic pressure.

Die Zeichnung läßt einen Apparat erkennen, der sich bei der Ausführung des Verfahrens bewährt hat. Die Zeichnung stellt einen Schnitt durch einen Apparat dar, in welchem a ein Behälter ist, dessen Wandstärke ausreichen muß, um den anzuwendenden Druck auszuhalten. .F3 ist eine Leitung für die Drucktiüssigkeit, die in den Behälter eingefüllt wird. Die Leitung ist mit einem Sammler verbunden, der schematisch bei C dargestellt ist. D ist ein Verschluß, der am offenen Ende _-11 des Behälters aufgesetzt und befestigt wird. E ist ein Käfig, der entfernbar in dem Behälter angebracht und dazu bestimmt ist, um die dem Druck zu unterwerfenden C'£egenstände aufzunehmen. Die Gegenstände selbst sind bei F angedeutet.The drawing reveals an apparatus that is in operation of the process has proven itself. The drawing represents a section through an apparatus represents, in which a is a container whose wall thickness must be sufficient to use the Endure pressure. .F3 is a line for the pressure fluid that goes into the container is filled. The line is connected to a collector, which is shown schematically at C is shown. D is a closure that is placed on the open end _-11 of the container and is attached. E is a cage that is attached to the container and removably is intended to contain the items to be subjected to pressure. The objects themselves are indicated at F.

Bei der Ausführung des Verfahrens werden die zu behandelnden Gegenstände in den Behälter eingeführt. Hierauf wird der Verschluß D fest in der Öffnung angebracht.When performing the procedure, the objects to be treated inserted into the container. The shutter D is then firmly attached to the opening.

unimehr wird Flüssigkeit aus dem Sammler in den Behälter eingetrieben, so daB die zu behandelnden Gegenstände einem hohen Druck unterworfen werden. Die strukturellen Änderungen, welche durch die Flüssigkeit hervorgerufen werden, treten sehr rasch ein, so daß nach einer kurzen Behandlung der Druck wieder aufgehoben werden kann. Nunmehr wird der Behälter geöffnet, und die Gegenstände «-erden entfernt.more liquid is driven from the collector into the container, so that the objects to be treated are subjected to high pressure. the structural changes caused by the fluid occur very quickly, so that after a short treatment the pressure was released again can be. The container is now opened and the objects are removed from the earth.

Das Verfahren steht naturgemäß in keiner Beziehung zu dem Gieß- oder Schmiedeverfahren, nach welchem die Gegenstände hergestellt werden, sondern es ist lediglich eine Behandlung von vorher geformten Schmiedeader Gußstücken, um die inneren Spannungen in diesen Stücken aufzuheben.The process is naturally in no relation to the casting or Forging process, according to which the objects are manufactured, rather it is merely treating previously formed forging lead castings to the inner To relieve tension in these pieces.

Claims

PATENT_tNsrrt; cil: Method for reducing adverse stresses on deformed metallic castings or forgings, characterized in that a pressure is determined which changes the voltages in an advantageous manner, and then subjected the objects to such a pressure over their entire surface will.