PL244703B1

PL244703B1 - Method of increasing efficiency of manufacturing axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel

Info

Publication number: PL244703B1
Application number: PL438592A
Authority: PL
Inventors: Paweł Kaczyński; Zbigniew GRONOSTAJSKI; Zbigniew Gronostajski; Maciej Zwierzchowski; Artur Barełkowski
Original assignee: Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie; Kuznia Jawor Spolka Akcyjna; Politechnika Wroclawska; Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Metalurgii Zelaza Im Stanislawa Staszica
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2024-02-26
Also published as: PL438592A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH, w którym gorące odkuwki po procesie kucia schładza się do temperatury poniżej 650 C z prędkością nie większą niż 50 C/s, następnie podgrzewa się je do temperatury powyżej 750 C i wygrzewa się je w tej temperaturze nie krócej niż 15 min, po czym schładza się je do temperatury otoczenia z prędkością nie większą niż 50 C/s, charakteryzuje się tym, że po procesie kucia odkuwki chłodzi się do uzyskania średniej temperatury powierzchniowej w zakresie od 420 C do 460 C z prędkością od 1 C/s do 10°C/s po czym niezwłocznie, bez wykonywania dodatkowych zabiegów międzyoperacyjnych, nagrzewa się je do temperatury 890 – 930 C/s i przed rozpoczęciem chłodzenia wygrzewa się je w warunkach izotermicznych przez co najmniej 20 min.The subject of the invention is a method for increasing the efficiency of producing axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel, in which hot forgings after the forging process are cooled to a temperature below 650 C at a speed not exceeding 50 C/s, then heated to a temperature above 750 C and they are heated at this temperature for no less than 15 minutes, and then cooled to the ambient temperature at a rate of no more than 50 C/s, characterized by the fact that after the forging process, the forgings are cooled to obtain an average surface temperature in the range of 420 C to 460 C at a rate from 1 C/s to 10°C/s, and then immediately, without additional inter-operation procedures, they are heated to a temperature of 890 - 930 C/s and, before cooling, they are heated in isothermal conditions for at least 20 min.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH. Sposób polega na zastosowaniu wyżarzania normalizującego bezpośrednio po kuciu bez chłodzenia gotowych elementów do temperatury pokojowej oraz wygrzewaniu elementów i ich schładzaniu do temperatury otoczenia.The subject of the invention is a method for increasing the efficiency of producing axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel. The method involves the use of normalizing annealing immediately after forging without cooling the finished elements to room temperature, as well as heating the elements and cooling them to ambient temperature.

Znaczna część przedmiotów codziennego użytku wytwarzana jest za pomocą odkształcania metali poprzez wywieranie na nie nacisku za pomocą specjalnych urządzeń kuźniczych (np. młotów, pras, kuźniarek) oraz narzędzi, najczęściej stempla i matrycy. Tak wytwarzane elementy cechują się wysoką wytrzymałością, co pozwala na ich zastosowanie w najbardziej wymagających aplikacjach. Opisana technologia wytwarzania znajduje zastosowanie w procesach wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego. Do tej grupy elementów można zaliczyć różnego rodzaju akcesoria hydrauliczne, w szczególności kołnierze płaskie, gwintowane, zaślepiające, szyjkowe i inne.A significant number of everyday objects are produced by deforming metals by applying pressure to them using special forging devices (e.g. hammers, presses, forging machines) and tools, most often punches and dies. The elements produced in this way are characterized by high durability, which allows them to be used in the most demanding applications. The described manufacturing technology is used in the production of axisymmetric flange-type forgings. This group of elements includes various types of hydraulic accessories, in particular flat, threaded, blind, neck and other flanges.

Wykonywanie elementów w procesach kucia i obróbki cieplnej wiąże się ze znacznym wydatkiem energetycznym potrzebnym do wykonania pracy odkształcenia plastycznego metalu w całej jego objętości. Aby zmniejszyć siły kształtowania powszechnie stosuje się podgrzewanie materiału wsadowego, co pozwala obniżyć jego wytrzymałość i zwiększyć znacząco jego właściwości plastyczne na czas kształtowania. W typowym procesie kucia elementów kołnierzowych temperatura materiału wsadowego przekracza 1100°C. Następnie w wyniku odkształcania uzyskuje się bardzo dużą niejednorodność rozkładu odkształcenia zarówno na powierzchni, jak i w całej w objętości materiału. Typowe wartości odkształcenia uzyskiwane w ramach jednego przedmiotu wynoszą od 0,5 do nawet 15. Dodatkowo chłodzenie przedmiotu po procesie kucia odbywa się ze skrajnie różnymi prędkościami. Miejsca o większym przekroju wychładzają się znacznie wolniej, aniżeli przekroje cienkościenne. Jest to związane z ograniczoną możliwością oddawania ciepła z materiału do otoczenia na drodze konwekcji oraz z bardzo szybkim transportem ciepła z wnętrza odkuwki do warstwy przypowierzchniowej na drodze przekazywania. W zależności od grubości materiału oraz jego pojemności cieplnej możliwe jest uzyskanie prędkości chłodzenia od 5°C/s do nawet 100°C/s. Po kuciu wykonuje się obowiązkowo obróbkę cieplną, zazwyczaj wyżarzanie normalizujące, co pozwala na znaczące zwiększenie własności wytrzymałościowych. Opisana, bardzo duża niejednorodność odkształceń oraz prędkości chłodzenia odkuwki przekłada się na trudności w precyzyjnym ustaleniu krytycznej temperatury przemiany austenitu w ferryt lub perlit (Tn). Temperatura tej przemiany waha się od Tn = 350°C do nawet Tn = 600°C. Dodatkowo brak jest możliwości wykonania pomiaru temperatury wewnątrz przedmiotu za pomocą metod nieniszczących. Skutkuje to zgrubnym szacowaniem tej temperatury na podstawie doświadczenia technologicznego oraz pomiaru temperatury warstwy wierzchniej za pomocą termopar, pirometrów lub metod termowizyjnych. W praktyce opisane problemy skutkują koniecznością zachowania szerokiego marginesu bezpieczeństwa i schłodzenia gotowej odkuwki do temperatury otoczenia, szczególnie gdy mowa o krótkich seriach produkcyjnych oraz wytwarzania przedmiotów na niezautomatyzowanych liniach produkcyjnych.Manufacturing elements through forging and heat treatment processes involves significant energy expenditure needed to perform the work of plastic deformation of the metal in its entire volume. To reduce the shaping forces, heating of the input material is commonly used, which reduces its strength and significantly increases its plastic properties during shaping. In a typical forging process for flange elements, the temperature of the input material exceeds 1100°C. Then, as a result of deformation, a very large heterogeneity of strain distribution is obtained, both on the surface and throughout the volume of the material. Typical deformation values obtained in one object range from 0.5 to even 15. Additionally, the cooling of the object after the forging process takes place at extremely different speeds. Places with a larger cross-section cool down much slower than thin-walled cross-sections. This is related to the limited ability to release heat from the material to the surroundings by convection and to the very rapid transport of heat from the interior of the forging to the surface layer by transfer. Depending on the thickness of the material and its heat capacity, it is possible to achieve cooling rates from 5°C/s to even 100°C/s. After forging, heat treatment is mandatory, usually normalizing annealing, which allows for a significant increase in strength properties. The described, very high heterogeneity of deformations and cooling rates of the forging translates into difficulties in precisely determining the critical temperature of the transformation of austenite into ferrite or pearlite (Tn). The temperature of this transformation ranges from Tn = 350°C to even Tn = 600°C. Additionally, it is not possible to measure the temperature inside the object using non-destructive methods. This results in a rough estimate of this temperature based on technological experience and measurement of the surface layer temperature using thermocouples, pyrometers or thermal imaging methods. In practice, the described problems result in the need to maintain a wide safety margin and cool the finished forging to ambient temperature, especially when it comes to short production series and the production of items on non-automated production lines.

Następnie wykonywane jest normalizowanie, tj. ponowne podgrzewanie materiału do temperatury Tni, która jest wyższa o około 30-50°C od temperatury Tn. Szeroki zakres temperatur Tn, skutkuje równie szerokim zakresem temperatur Tni, który wynosi od Tni = 400°C do Tni = 650°C. W praktyce materiał nagrzewa się więc do temperatury nie mniejszej niż 650°C tak, aby w wyniku ponownej przemiany ferrytu i perlitu w austenit uzyskać rozdrobnienie ziaren i jednorodny rozkład ich wielkości w całym przekroju odkuwki.Then, normalization is performed, i.e. the material is reheated to the Tni temperature, which is approximately 30-50°C higher than the Tn temperature. The wide temperature range Tn results in an equally wide temperature range Tni, which is from Tni = 400°C to Tni = 650°C. In practice, the material is heated to a temperature of not less than 650°C so that, as a result of the re-conversion of ferrite and pearlite into austenite, grain refinement and a uniform distribution of their sizes throughout the entire cross-section of the forging are achieved.

Po uzyskaniu zadanej temperatury materiał jest wygrzewany przez odpowiednio długi czas tak, aby umożliwić zajście przemian fazowych w całej objętości materiału. Ponieważ w praktyce produkcyjnej możliwość skrócenia czasu wygrzewania pozwala znacząco obniżyć koszty wytwarzania zazwyczaj stosuje się znacznie wyższe temperatury wynoszące nie mniej niż 750°C. Następnie wygrzany materiał jest chłodzony na powietrzu do temperatury otoczenia, co skutkuje uzyskaniem jednorodnej drobnoziarnistej struktury ferrytyczno-perlitycznej.After reaching the set temperature, the material is heated for a sufficiently long time to enable phase changes to occur throughout the entire volume of the material. Since in production practice the possibility of shortening the heating time allows to significantly reduce production costs, much higher temperatures of not less than 750°C are usually used. Then, the heated material is cooled in air to ambient temperature, which results in obtaining a uniform, fine-grained ferrite-pearlite structure.

Wadą opisanego procesu produkcyjnego jest konieczność międzyoperacyjnego chłodzenia materiału po procesie kucia, co wiąże się z koniecznością ponownego nagrzania materiału, a więc znaczącym wydatkiem energetycznym i zwiększeniem kosztów wytworzenia wyrobu finalnego. Ujawniony sposób zwiększania wydajności wytwarzania pozwoli precyzyjnie ustalić parametry obróbki cieplnej dla wybranej grupy osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH tak, iż po procesie kucia nie będzie konieczne chłodzenie odkuwki do temperatury pokojowej, a jedynie nieznacznie poniżej temperatury przemiany fazowej Tn. Pozwoli to znacząco ograniczyć ilość ciepła, które należy dostarczyć do odkuwki, aby podgrzać ją do temperatury Tni. W rezultacie zwiększona zostanie wydajność produkcji oraz zredukowana zostanie energochłonność wytwarzania i ograniczona zostanie emisja CO2 do atmosfery, co umożliwi znaczące zwiększenie konkurencyjności firm kuźniczych stosujących opisany sposób. Znana jest ograniczona liczba zbliżonych rozwiązań. Najważniejsze spośród nich opisano poniżej.The disadvantage of the described production process is the need for inter-operational cooling of the material after the forging process, which requires reheating the material, which means significant energy expenditure and an increase in the costs of producing the final product. The disclosed method of increasing production efficiency will allow to precisely determine the heat treatment parameters for a selected group of axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel, so that after the forging process it will not be necessary to cool the forging to room temperature, but only slightly below the phase transformation temperature Tn. This will significantly reduce the amount of heat that must be supplied to the forging to heat it to the Tni temperature. As a result, production efficiency will be increased, energy consumption in production will be reduced and CO2 emissions into the atmosphere will be limited, which will significantly increase the competitiveness of forging companies using the described method. A limited number of similar solutions are known. The most important of them are described below.

W przemyśle motoryzacyjnym szeroko stosowana jest obróbka cieplna polegająca na przyspieszonym chłodzeniu odkuwek zaraz po ich odkuciu. Odbywa się to na tzw. linii BY (Behandlung auf bestimmte Streckgrenze, Yield-Strength - obróbka nadająca materiałowi odpowiednią granicę plastyczności), która składa się zazwyczaj z kilku wentylatorów oraz ażurowej taśmy transportującej odkuwki oraz umożliwiającej swobodny przepływ powietrza. Regulując prędkość posuwu taśmy, można w pewnym zakresie zmieniać temperaturę, w której kończy się przyspieszone chłodzenie i w ten sposób poprawić właściwości mechaniczne odkuwek. Linie tego typu są stosowane w przypadku odkuwek wykonywanych ze stali węglowych lub stali do utwardzania wydzieleniowego. Należy jednak zwrócić uwagę, że obróbka cieplna tego typu nie może poprawić mikrostruktury powstałej w czasie kucia np. poprzez zmniejszenie wielkości ziarna, ponieważ nie występuje w takim przypadku przemiana fazowa. Obróbka cieplna tego typu zapobiega jedynie niekorzystnym zjawiskom, wynikającym ze zbyt wolnego stygnięcia w czasie, gdy gorące odkuwki są składowane w pojemnikach, więc odprowadzenie ciepła jest utrudnione.Heat treatment is widely used in the automotive industry, which involves accelerated cooling of forgings immediately after forging. This is done on the so-called BY line (Behandlung auf bestimmte Streckgrenze, Yield-Strength - processing that gives the material the appropriate yield strength), which usually consists of several fans and an openwork belt that transports the forgings and allows free air flow. By regulating the belt feed speed, it is possible to change, to a certain extent, the temperature at which accelerated cooling ends and thus improve the mechanical properties of forgings. Lines of this type are used for forgings made of carbon steel or precipitation hardening steel. However, it should be noted that this type of heat treatment cannot improve the microstructure created during forging, e.g. by reducing the grain size, because no phase transformation occurs in this case. This type of heat treatment only prevents unfavorable phenomena resulting from too slow cooling when hot forgings are stored in containers, so heat dissipation is difficult.

W publikacji pod tytułem „Massivumgeformte Kompontent” wydanej przez Hrischvogel Holding GmbH ujawniono, że w kuźni należącej do tego holdingu prowadzi się zaawansowane badania nad wykorzystaniem ciepła kucia do operacji obróbki cieplnej. Obecnie wdrażana uruchamiana jest linia produkcyjna do kucia korpusów wtryskiwaczy używanych w samochodowych silnikach wysokoprężnych. Korpusy są hartowane i odpuszczane po kuciu w temperaturze 900°C. W przeciwieństwie ujawnionego sposobu w którym przedmiot poddawany jest powtórnemu nagrzewaniu i chłodzeniu z odpowiednią prędkością, w przedmiotowej publikacji jest on od razu chłodzony z dużą prędkością do temperatury otoczenia.The publication titled "Massivumgeformte Kompontent" published by Hrischvogel Holding GmbH revealed that advanced research on the use of forging heat for heat treatment operations is carried out in the forge belonging to this holding. A production line for forging injector bodies used in automotive diesel engines is currently being implemented. The bodies are hardened and tempered after forging at 900°C. Unlike the disclosed method in which the object is subjected to repeated heating and cooling at an appropriate rate, in the present publication it is immediately cooled at high speed to ambient temperature.

Celem według wynalazku jest opracowanie nowego sposobu zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek bez pogarszania właściwości mechanicznych osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH.The aim of the invention is to develop a new method for increasing the efficiency of producing axisymmetric forgings without deteriorating the mechanical properties of axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel.

Sposób zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH, w którym gorące odkuwki po procesie kucia schładza się do temperatury poniżej 650°C z prędkością nie większą niż 50°C/s, następnie podgrzewa się je do temperatury powyżej 750°C i wygrzewa się je w tej temperaturze nie krócej niż 15 min, po czym schładza się je do temperatury otoczenia z prędkością nie większą niż 50°C/s według wynalazku charakteryzuje się tym, iż po procesie kucia odkuwki chłodzi się do uzyskania średniej temperatury powierzchniowej w zakresie od 420°C do 460°C z prędkością od 1°C/s do 10°C/s po czym niezwłocznie, bez wykonywania dodatkowych zabiegów międzyoperacyjnych, nagrzewa się je do temperatury 890-930°C/s i przed rozpoczęciem chłodzenia wygrzewa się je w warunkach izotermicznych przez co najmniej 20 min.A method of increasing the efficiency of the production of axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel, in which hot forgings after the forging process are cooled to a temperature below 650°C at a speed of not more than 50°C/s, then heated to a temperature above 750°C and they are heated at this temperature for no less than 15 minutes, and then they are cooled to the ambient temperature at a rate of no more than 50°C/s. According to the invention, it is characterized by the fact that after the forging process, the forgings are cooled to obtain an average surface temperature in the range from 420°C to 460°C at a speed of 1°C/s to 10°C/s, then immediately, without additional inter-operation procedures, they are heated to a temperature of 890-930°C/s and before cooling, they are heated in isothermal conditions for at least 20 min.

Korzystnie stosunek średnicy odkuwki (0D) do jej grubości (g) mieści się w przedziale 1-10, a maksymalna wysokość (h) odkuwki nie przekracza 100 mm.Preferably, the ratio of the forging diameter (0D) to its thickness (g) is in the range of 1-10, and the maximum height (h) of the forging does not exceed 100 mm.

Korzystnie podczas chłodzenia odkuwek do uzyskania temperatury powierzchni od 420°C do 460°C oraz podczas powtórnego nagrzewania odkuwek do temperatury 890-930°C/s nie stykają się one ze sobą, co pozwala na zachowanie jednorodnego rozkładu prędkości chłodzenia na całej powierzchni odkuwki.Advantageously, when cooling the forgings to obtain a surface temperature of 420°C to 460°C and when reheating the forgings to a temperature of 890-930°C/s, they do not come into contact with each other, which allows for maintaining a uniform distribution of cooling rates over the entire surface of the forging.

Sposób według wynalazku został przedstawiony bliżej w przykładach realizacji oraz na rysunku, na którym:The method according to the invention is presented in more detail in the implementation examples and in the drawing, in which:

fig. 1 przedstawia schemat prowadzonego procesu, fig. 2 przedstawia wpływ prędkości chłodzenia odkuwki z temperatury kucia do temperatury przemiany fazowej austenitu w perlit lub ferryt (Tn) na udarność wyrobu końcowego i tempo produkcji, fig. 3 przedstawia półwidok-półprzekrój kołnierza szyjkowego, który może być wytwarzany według ujawnionego sposobu, fig. 4 przedstawia półwidok-półprzekrój kołnierza zaślepiającego, który może być wytwarzany według ujawnionego sposobu.Fig. 1 shows a diagram of the process, Fig. 2 shows the influence of the cooling rate of the forging from the forging temperature to the phase transformation temperature of austenite into pearlite or ferrite (Tn) on the impact strength of the final product and the production rate, Fig. 3 shows a half-view - half-section of the neck flange, which may be manufactured according to the disclosed method, Fig. 4 shows a half-view-half-section of a blind flange which may be manufactured according to the disclosed method.

Przykład 1Example 1

Sposób zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH w przykładzie realizacji pierwszym według wynalazku polega na tym, że wsad w postaci pręta kwadratowego o wymiarach 75x75x75 mm wykonanego z niestopowej stali P245GH podgrzano do temperatury 1150°C poprzez umieszczenie go na okres 240 s w nagrzewnicy indukcyjnej. Następnie przetransportowano go na stanowisko wytwarzania kołnierza szyjkowego o średnicy zewnętrznej 0D = 185 mm do pracy pod ciśnieniem nominalnym PN16 (przedstawionego na fig. 3) wg. normy EN 1092-1-2001 i kuto go w 3 operacjach w układzie pojedynczym na prasie korbowej Massey o nacisku nominalnym 25 MN. Każdorazowo przed umieszczeniem materiału w wykroju roboczym narzędzia smarowane były wodą z grafitem, która była dawkowana metodą natryskową za pomocą lancy. Temperatury kolejnych zestawów narzędzi wynosiły 350°C, 250°C oraz 250°C. Po wykonaniu wszystkich operacji odkuwka o temperaturze rdzenia 1120°C była automatycznie transportowana za pomocą manipulatora przemysłowego na dwupunktową prasę okrojczą Wilkins & Mitchell o nacisku nominalnym 3,5 MN, która usuwała wypływkę. Po tym zabiegu ramię robota transportowało odkuwkę na automatyczną przenośnikową linię chłodzącą, gdzie chłodzono ją za pomocą powietrza ze średnią prędkością 2,7°C/s do osiągnięcia średniej temperatury powierzchni 440°C oraz temperatury rdzenia 470°C, co było mierzone termoparą typu K umieszczoną w otworze, którego koniec sięgał punktu o najwyższej temperaturze. Następnie odkuwka była niezwłocznie transportowana do pieca o temperaturze 910°C i po osiągnięciu temperatury pieca wygrzewano ją izotermicznie przez okres 25 min. Po tym zabiegu odkuwkę przenoszono na stanowisko składowania, gdzie była ona chłodzona do temperatury pokojowej na powietrzu. Opisany proces pozwolił na uzyskanie jednorodnej pod względem wielkości ziaren, drobnoziarnistej struktury ferrytyczno-perlitycznej w całej objętości materiału.The method of increasing the efficiency of producing axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel in the first embodiment of the invention consists in the fact that the charge in the form of a square bar with dimensions of 75x75x75 mm made of unalloyed P245GH steel was heated to a temperature of 1150°C by placing it for a period of 240 s in induction heater. Then it was transported to the production station for a neck flange with an external diameter of 0D = 185 mm to work at the nominal pressure PN16 (shown in Fig. 3) according to. EN 1092-1-2001 standard and forged in 3 single operations on a Massey crank press with a nominal pressure of 25 MN. Each time before placing the material in the workpiece, the tools were lubricated with water and graphite, which was dosed by spraying using a lance. The temperatures of the subsequent tool sets were 350°C, 250°C and 250°C. After performing all operations, the forging with a core temperature of 1120°C was automatically transported using an industrial manipulator to the Wilkins & Mitchell two-point trimming press with a nominal pressure of 3.5 MN, which removed the flash. After this procedure, the robot arm transported the forging to an automatic cooling conveyor line, where it was cooled with air at an average speed of 2.7°C/s to reach an average surface temperature of 440°C and a core temperature of 470°C, which was measured with a K-type thermocouple. placed in a hole whose end reached the point with the highest temperature. Then, the forging was immediately transported to a furnace at 910°C and, after reaching the furnace temperature, it was heated isothermally for 25 minutes. After this treatment, the forging was transferred to the storage station, where it was cooled to room temperature in the air. The described process allowed obtaining a fine-grained ferrite-pearlite structure uniform in terms of grain size throughout the entire volume of the material.

Przykład 2Example 2

Sposób zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH prowadzono w pierwszym etapie jak w Przykładzie 1, następnie ramię robota transportowało odkuwkę na automatyczną przenośnikową linię chłodzącą, gdzie chłodzono ją za pomocą powietrza ze średnią prędkością 1°C/s do osiągnięcia średniej temperatury powierzchni 420°C oraz temperatury rdzenia 450°C, co było mierzone termoparą typu K umieszczoną w otworze, którego koniec sięgał punktu o najwyższej temperaturze. Następnie odkuwka była niezwłocznie transportowana do pieca o temperaturze 890°C i po osiągnięciu temperatury pieca wygrzewano ją izotermicznie przez okres 20 min. Po tym zabiegu odkuwkę przenoszono na stanowisko składowania, gdzie była ona chłodzona do temperatury pokojowej na powietrzu. Opisany proces pozwolił na uzyskanie jednorodnej pod względem wielkości ziaren, drobnoziarnistej struktury ferrytyczno-perlitycznej w całej objętości materiału.The method of increasing the efficiency of producing axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel was carried out in the first stage as in Example 1, then the robot arm transported the forging to an automatic conveyor cooling line, where it was cooled with air at an average speed of 1°C/s until it reached an average temperature surface 420°C and core temperature 450°C, which was measured with a K-type thermocouple placed in a hole whose end reached the point with the highest temperature. Then, the forging was immediately transported to a furnace at 890°C and, after reaching the furnace temperature, it was heated isothermally for 20 minutes. After this treatment, the forging was transferred to the storage station, where it was cooled to room temperature in the air. The described process allowed obtaining a fine-grained ferrite-pearlite structure uniform in terms of grain size throughout the entire volume of the material.

Przykład 3Example 3

Sposób zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH prowadzono w pierwszym etapie jak w Przykładzie 1, następnie ramię robota transportowało odkuwkę na automatyczną przenośnikową linię chłodzącą, gdzie chłodzono ją za pomocą powietrza ze średnią prędkością 10°C/s do osiągnięcia średniej temperatury powierzchni 460°C oraz temperatury rdzenia 480°C, co było mierzone termoparą typu K umieszczoną w otworze, którego koniec sięgał punktu o najwyższej temperaturze. Następnie odkuwka była niezwłocznie transportowana do pieca o temperaturze 930°C i po osiągnięciu temperatury pieca wygrzewano ją izotermicznie przez okres 30 min. Po tym zabiegu odkuwkę przenoszono na stanowisko składowania, gdzie była ona chłodzona do temperatury pokojowej na powietrzu. Opisany proces pozwolił na uzyskanie jednorodnej pod względem wielkości ziaren, drobnoziarnistej struktury ferrytyczno-perlitycznej w całej objętości materiału.The method of increasing the efficiency of producing axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel was carried out in the first stage as in Example 1, then the robot arm transported the forging to an automatic conveyor cooling line, where it was cooled with air at an average speed of 10°C/s until it reached an average temperature surface 460°C and core temperature 480°C, which was measured with a K-type thermocouple placed in a hole whose end reached the point with the highest temperature. Then, the forging was immediately transported to a furnace at 930°C and, after reaching the furnace temperature, it was heated isothermally for 30 minutes. After this treatment, the forging was transferred to the storage station, where it was cooled to room temperature in the air. The described process allowed obtaining a fine-grained ferrite-pearlite structure uniform in terms of grain size throughout the entire volume of the material.

Przykład 4Example 4

Sposób zwiększania wydajności wytwarzania osiowosymetrycznych odkuwek typu kołnierzowego wykonanych ze stali P245GH jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że kuty jest kołnierz zaślepiający typ 05 do pracy przy ciśnieniu nominalnym PN40 o średnicy zewnętrznej 0D = 115 mm (przedstawiony na fig. 4) wg. normy EN 1092-12001, z wsadu w postaci pręta okrągłego o wymiarach 070x45 mm, a po przeniesieniu odkuwki na stanowisko składowania była ona dodatkowo poddana śrutowaniu.Method of increasing the efficiency of producing axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel as in the first example, with the difference that a blind flange type 05 is forged for operation at a nominal pressure of PN40 with an external diameter of 0D = 115 mm (shown in Fig. 4) according to EN 1092-12001 standard, from an input in the form of a round bar with dimensions 070x45 mm, and after transferring the forging to the storage station, it was additionally shot-blasted.

Claims

1. A method of increasing the efficiency of the production of axisymmetric flange-type forgings made of P245GH steel, in which hot forgings after the forging process are cooled to a temperature below 650°C at a speed not exceeding 50°C/s, and then heated to a temperature above 750° C and are heated at this temperature for no less than 15 minutes, and then cooled to the ambient temperature at a rate of no more than 50°C/s, characterized in that after the forging process, the forgings are cooled to obtain an average surface temperature in the range from 420°C to 460°C at a speed of 1°C/s to 10°C/s, then immediately, without additional inter-operation procedures, they are heated to a temperature of 890-930°C/s and before cooling, they are heated in isothermal conditions for at least 20 min.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the diameter of the forging (0d) to its thickness (g) is in the range 1-10, and the maximum height (h) of the forging does not exceed 100 mm.

3. A method according to any of the preceding claims, characterized in that during cooling of the forgings to obtain a surface temperature of 420°C to 460°C and during reheating of the forgings to a temperature of 890-930°C/s, they do not contact each other, which allows for uniform distribution of cooling speed over the entire surface of the forging.