Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 01.10.1974 Opis patentowy opublikowano: 30.09.1975 79893 KI. 18c, 1/00 MKP- C21d1/00 CZYTELNIA Twórcawynalazku: Jan Goczal Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Metalurgii Zelaza im. St. Staszica, Gliwice (Polska) Sposób umocnienia stali Przedmiotem wynalazku jest sposób umocnienia stali weglowych oraz stali nisko, srednio i wysokosto- powych.Istnieje dotad szereg znanych sposobów umacniania stali z których kazdy wykazuje w praktyce szereg niedoskonalosci. Podczas hartowania chlodzenie w wodzie zapewnia duza szybkosc odprowadzania ciepla i wysoka wytrzymalosc oraz twardosc, lecz powstale przy tym duze naprezenia wewnetrzne powoduja czesto pekniecia w wyniku nadmiernego zmniejszenia wlasnosci plastycznych. Obnizenie szybkosci chlodzenia przez zastapienie wody olejem lub powietrzem jako srodka chlodzacego eliminuje pekniecia, leczcie zapewnia wyso¬ kich parametrów wytrzymalosciowych a zwlaszcza granicy plastycznosci i dobrych wlasnosci plastycznych stali o malej hartownosci do której naleza stale weglowe i niskostopowe. Znane równiez sposoby chlodzenia w kapie¬ lach solnych lub metalowych stosowane najczesciej dla uzyskania przemiany bainitycznej nie zapewniajace rów¬ niez zadowalajacych wlasnosci wszystkim gatunkom stali szczególnie gdy chodzi o wlasnosci plastyczne przy wysokich wlasnosciach wytrzymalosciowych. Chlodzenie w kapielach solnych lub metalowych posiada tez ogra¬ niczony zakres stosowania wynikajacy z hartownosci stali, a ponadto wymaga stosowania dwóch pieców.Znane sposoby umacniania stali w drodze obróbki cieplno-mechanicznej srednio i niskotemperaturowej wymagaja przede wszystkim zastosowania dodatkowego pieca, gdzie przebiega schlodzenie w zakresie bezwlad¬ nosci austenitu do temperatury wprowadzanego gniotu, po czym obowiazuje najczesciej szybkie chlodzenie lub tez w przypadku obróbki cieplno-mechanicznej wysokotemperaturowej, gdzie po gniocie w procesie przeróbki plastycznej obowiazuje równiez szybkie chlodzenie woda przeciwdzialajace rekrystalizacji austenitu. W jednymm i drugim przypadku gniot przebiega w zakresie stosunkowo wysokich temperatur a umocnienie wymaga szyb¬ kiego chlodzenia woda wynikajacym stad skutkiem powstalych naprezen.Nowy sposób polega na podgrzaniu stali do stanu austenitycznego i wygrzaniu jej przy temperaturze auste nityzowania z nastepnym chlodzeniem pod naciskiem sily dobieranej od zera do 100 000 KG w zaleznosci od przekroju elementu stalowego w celu przyspieszenia jego chlodzenia do zalozonej temperatury koncowej ustalo¬ nej wymagana twardoscia i wlasnosciami wytrzymalosciowymi. Po usunieciu nacisku chlodzenie przebiega w do¬ wolnym osrodku. Chlodzenie pod naciskiem moze przebiegac po umieszczeniu nagrzanego przedmiotu w for-2 79 893 mach, wykluczajacych odksztalcenie lub tez w przypadku pólwyrobu ze stali nisko i srednioweglowych chlo¬ dzenie moze miec miejsce bezposrednio pod naciskiem powodujacym w pewnych granicach odksztalcenie plas¬ tyczne stali.Na fig. 1 pokazano przykladowe przebiegi chlodzenia odcinka preta ze stali weglowej zawierajacej 0,12% C, o srednicy 18 mm z tym, ze krzywa a odpowiada przebiegowo chlodzeniu pod naciskiem 10000 KG od temperatury 950°C do temperatury 100°C, krzywa b odpowiada przebiegowi chlodzenia pod naciskiem 10000 KG od temperatury 950°C to temperatury 530°C z dalszym chlodzeniem w powietrzu zas krzywa d reprezentuje chlodzenie pod naciskiem 10000 KG od temperatury 950°C do temperatury 330°C z dalszym chlodzeniem w powietrzu. Dla porównania na fig. 1 krzywa c zamieszczono przebieg chlodzenia takiego samego odcinka preta w wodzie. Duze szybkosci chlodzenia pod naciskiem zapewniaja podwyzszenie twardosci i wytrzy¬ malosci zwlaszcza granicy plastycznosci w stalach niskoweglowych przy zachowaniu wysokich wlasnosci wytrzymalosciowych. Usuwanie nacisku zmniejsza szybkosc chlodzenia bez potrzeby przenoszenia stali do innego osrodka chlodzacego.Przykladowe wlasnosci wytrzymalosciowe uzyskane po chlodzeniu wedlug krzywych a fb (na fig. 1 preta ze stali weglowej zawierajacej 0,12° C o srednicy 18 mm pod naciskiem 10000 KG wynosza odpowiednio: Rm - 52 -642; Re = 50+51 (£L)2; A5 = 31 +32%; Z = 70 + 72% i Rm = 52+53(^)2; Re = 45+47(gL)2; A5 = 34 + 36%; Z = 72 + 75%, gdy usunieto nacisk przy temperaturze 530°C.Analogiczne prety ze stali weglowej zawierajacej 0,12% C chlodzone szybko w wodzie wedlug krzywej c na fig. 1 wykazaly wlasnosci wytrzymalosciowe: Rm =66,5^^. Re = 43#5 (KG ,2. A5 = 19/4%; z = 61#5%; Chlodzenie stali narzedziowych lub lozyskowych pod prasa zapewnia im twardosc do maksymalnej wlacznie, wynoszacej powyzej 60 H RC. PL PL