RU2656912C1 - Способ термической обработки литых деталей из высокомарганцовистых сталей - Google Patents
Способ термической обработки литых деталей из высокомарганцовистых сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656912C1 RU2656912C1 RU2017133489A RU2017133489A RU2656912C1 RU 2656912 C1 RU2656912 C1 RU 2656912C1 RU 2017133489 A RU2017133489 A RU 2017133489A RU 2017133489 A RU2017133489 A RU 2017133489A RU 2656912 C1 RU2656912 C1 RU 2656912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- hours
- heat treatment
- water
- cast parts
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано при термической обработке литых деталей из высокомарганцовистых сталей, работающих в условиях интенсивного абразивного и ударного воздействия. Техническим результатом является повышение абразивной стойкости литых деталей. Технический результат достигается тем, что способ термической обработки отливки из высокомарганцовистой стали включает аустенизацию при температуре на 200-250°С ниже температуры солидус стали, выдержку в течение 3-5 часов и закалку в воде, причем после закалки в воде отливку нагревают до температуры, равной 0,35-0,45 температуры аустенизации, выдерживают в течение 4-6 часов и охлаждают на воздухе, после чего отливку снова нагревают до температуры, равной 0,75-0,80 температуры аустенизации, выдерживают в течение 4-5 часов и охлаждают в воде. 1 табл.
Description
Изобретение относится к термической обработке сталей и может быть использовано при термической обработке литых деталей из высокомарганцовистых сталей, работающих в условиях интенсивного абразивного и ударного воздействия. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении элементов горнодобывающего и дробильного оборудования, ковшей экскаваторов, траков гусеничных машин, шнеков, молотковых дробилок, деталей землеройных и почвообрабатывающих машин и др.
Термическая обработка отливок способствует повышению их стойкости в условиях ударно-абразивного износа.
Известен способ термической обработки отливок из высокомарганцовистых сталей, включающий выбивку отливок из формы при температуре на 230-250°С выше линии выделения карбидов из аустенита (1150°С), последующую выдержку при температуре на 180-200°С выше линии выделения карбидов из аустенита (1100°С) и закалку в воду. Известный способ термообработки стали Г13Л обеспечивает повышение стойкости в условиях ударного износа на 90% при сохранении уровня ударной вязкости (RU 328179, C21D 1/78, опубликовано 02.11.1972).
Недостатком этого способа является потеря заданной геометрии после выбивки детали при высоких температурах, отливки имеют пятнистость, а при закалке из-за наличия не выбитых из полостей детали горячих смесей происходят взрывы.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ термообработки литых деталей из высокомарганцовистой стали типа 110Г13Л, включающий загрузку очищенных отливок в печь при температуре не более 400°С, выдержку при этой температуре в течение 1 часа, последующий нагрев отливок до 650-700°С со скоростью не более 80-100°С/ч и выдержку при этой температуре в течение 1-2 часов, последующий нагрев отливок до температуры 1050-1100°С со скоростью не более 150°С/ч, выдержку при этой температуре в течение 3-5 часов и последующую закалку в воде (Власов В.И. и др. Литая высокомарганцовистая сталь. М., Машгиз, 1963, с. 76).
Недостатком известного способа является низкая абразивная стойкость отливки, что снижает ее эксплуатационные характеристики.
Целью изобретения и ее техническим результатом является повышение абразивной стойкости литых деталей из высокомарганцовистых сталей.
Технический результат достигают тем, что способ термической обработки отливки из высокомарганцовистой стали включает аустенитизацию при температуре аустенитизации на 200-250°С ниже температуры солидус стали, выдержку в течение 3-5 часов и закалку в воде, причем после закалки в воде отливку нагревают до температуры, равной 0,35-0,45 температуры аустенитизации, выдерживают в течение 4-6 часов и охлаждают на воздухе, после чего отливку снова нагревают до температуры, равной 0,75-0,80 температуры аустенитизации, выдерживают в течение 4-5 часов и охлаждают в воде.
Одним из важнейших параметров высокомарганцовистой стали, которую необходимо учитывать при ее термической обработки является температура аустенизации. Оптимальная температура аустенизации по изобретению перед закалкой в воде должна быть на 200-250°С ниже температуры солидус стали. При такой температуре в течение 3-5 часов происходит полное растворение карбидов и устранение дендритной ликвации. Такая термообработка позволяет уменьшить химическую и структурную неоднородность в литой стали, тем самым повышая ее сопротивление хрупкому разрушению.
Выдержка при температурах, близких к температуре солидус, в литой стали происходит оплавление и окисление границ зерен, что приведет к резкому снижению пластичности и сопротивлению хрупкому разрушению.
Последующий нагрев отливки до температуры, равной 0,35-0,45 температуры аустенитизации и выдерживают в течение 4-6 часов приводит к изменению структуры: выделению в аустенитной матрице избыточной фазы α'-фазы размером 30 мкм и более, которая содержит включения карбидов (Fe,Mn3 С) размером от 5 до 10 мкм. Выделения α'-фазы по границам зерен имеют меньшую толщину, чем внутри них. При охлаждение на воздухе внутренние напряжения минимальны.
При повторном нагреве отливки до температуры, равной 0,75-0,80 температуры аустенитизации, и ее выдержке в течение 4-5 часов происходит фазовая перекристаллизация с измельчением первоначального зерна аустенита до 4-5 балла. Нагревом устраняют карбидную сетку по границам зерен и способствуют коагуляции мелких и средних карбидных частиц цементитного типа внутри зерна без их растворения. В результате закалки в воде образуется структура, состоящая из аустенита и мелкодисперсных включений карбидов округлой формы внутри зерен.
Изобретение можно проиллюстрировать следующим примером.
Детали из высокомарганцовистой стали 110Г13Л в виде сплошных плоских отливок толщиной 80 мм нагревали до температуры аустенизации 1100°С, что на 250°С ниже температуря солидус 1350°С указанной стали. Время выдержки отливки при температуре аустенизации составило 4 часа. Оптимальное время выдержки отливок составляет 2,5-3 мин на 1 мм толщины плоской отливки (или на 1 мм максимальной толщины стенки полой отливки). После аустенизации детали закаливали в воде с температурой не более 35°С.
После этого детали отпускали при температуре 425°С, что составляет 0,39 температуры аустенизации, в течение 6 часов и охлаждали на воздухе до температуры цеха.
Затем отливку снова нагревали до температуры 860°С, что составляет равной 0,78 температуры аустенитизации, выдерживали в течение 5 часов и охлаждали в воде.
После термообработки были получены отливки, имеющие плотную однородную структуру из аустенита с мелкодисперсными включениями карбидов округлой формы внутри зерен.
Абразивную стойкость стали определяли по потере массы детали после пескоструйной обработки с углом атаки 80 градусов (таблица 1).
Как видно из таблицы 1, литая высокомарганцовистая сталь после термической обработки по изобретению имеет более высокую абразивную стойкость, чем сталь, которую подвергали термической обработке известным способом.
Таким образом, способ термической обработки литых деталей из высокомарганцовистой стали обеспечивает достижение поставленного технического результата.
Claims (1)
- Способ термической обработки отливки из высокомарганцовистой стали, включающий аустенизацию при температуре на 200-250°С ниже температуры солидус стали, выдержку в течение 3-5 часов и закалку в воде, отличающийся тем, что после закалки в воде отливку нагревают до температуры, равной 0,35-0,45 температуры аустенизации, выдерживают в течение 4-6 часов и охлаждают на воздухе, затем отливку нагревают до температуры, равной 0,75-0,80 температуры аустенизации, выдерживают в течение 4-5 часов и охлаждают в воде.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133489A RU2656912C1 (ru) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Способ термической обработки литых деталей из высокомарганцовистых сталей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133489A RU2656912C1 (ru) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Способ термической обработки литых деталей из высокомарганцовистых сталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656912C1 true RU2656912C1 (ru) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017133489A RU2656912C1 (ru) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Способ термической обработки литых деталей из высокомарганцовистых сталей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656912C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731994C1 (ru) * | 2020-03-11 | 2020-09-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ изготовления молотка дробилки |
| RU2770925C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ОранжСтил" | Способ термической обработки поковок из низколегированной стали |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU823439A1 (ru) * | 1979-07-27 | 1981-04-23 | Люблинский Ордена Ленина Литейно-Механический Завод | Способ обработки отливок из высоко-МАРгАНцОВиСТОй СТАли |
| SU863673A1 (ru) * | 1978-05-31 | 1981-09-15 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Способ термической обработки углеродистых аустенитных сталей |
| SU901302A1 (ru) * | 1979-04-23 | 1982-01-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Способ термической обработки литых аустенитных сталей |
| JPS59126758A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Kubota Ltd | ロ−ドセル起歪体鋳造用マルテンサイト系ステンレス鋳鋼 |
-
2017
- 2017-09-26 RU RU2017133489A patent/RU2656912C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU863673A1 (ru) * | 1978-05-31 | 1981-09-15 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Способ термической обработки углеродистых аустенитных сталей |
| SU901302A1 (ru) * | 1979-04-23 | 1982-01-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Способ термической обработки литых аустенитных сталей |
| SU823439A1 (ru) * | 1979-07-27 | 1981-04-23 | Люблинский Ордена Ленина Литейно-Механический Завод | Способ обработки отливок из высоко-МАРгАНцОВиСТОй СТАли |
| JPS59126758A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Kubota Ltd | ロ−ドセル起歪体鋳造用マルテンサイト系ステンレス鋳鋼 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731994C1 (ru) * | 2020-03-11 | 2020-09-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ изготовления молотка дробилки |
| RU2770925C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ОранжСтил" | Способ термической обработки поковок из низколегированной стали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110438310B (zh) | 一种热作模具钢及其热处理方法 | |
| RU2656912C1 (ru) | Способ термической обработки литых деталей из высокомарганцовистых сталей | |
| US20120152413A1 (en) | Method of producing large components from austempered ductile iron alloys | |
| Gadhikar et al. | Effect of carbides on erosion resistance of 23-8-N steel | |
| CN105568142A (zh) | 一种高强韧性低合金耐磨钢挖掘机斗齿及其制备方法 | |
| CN102286703A (zh) | 高锰钢及其制备方法 | |
| CN103834771A (zh) | 耐磨铸钢的热处理方法 | |
| US3844844A (en) | High toughness iron balls and process of making the same | |
| CN108085607B (zh) | 一种hp磨煤机衬板 | |
| CN105568165B (zh) | 高强韧性低合金耐磨钢及其制备方法 | |
| Inthidech et al. | Effect of alloying elements on variation of micro-hardness during heat treatment of hypoeutectic high chromium cast iron | |
| CN108060353B (zh) | 一种盾构机盘形滚刀刀圈合金 | |
| Inthidech et al. | Effect of sub-critical heat treat parameters on hardness and retained austenite in Mo-containing high chromium cast irons | |
| Youssef et al. | influence of cooling rate on nature and morphology of intercellular precipitates in Si-Mo ductile irons | |
| WO2015188796A1 (en) | Method of heat treatment of bearing steel | |
| CN112981066B (zh) | 高铬钢的热处理方法及热处理高铬钢 | |
| CN104087851A (zh) | 一种高强度高锰钢及其制备方法 | |
| Agunsoye et al. | Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of NF6357A cast alloy for wear resistance application | |
| US2875109A (en) | Method for the isothermal treatment of alloys after casting | |
| CN108118132B (zh) | 一种hp磨煤机衬板的加工方法 | |
| Lan et al. | Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of Ti-containing low alloy martensitic wear-resistant steel | |
| CN101363104B (zh) | 一种湿式弱酸性介质用抗磨蚀材料 | |
| RU2770925C1 (ru) | Способ термической обработки поковок из низколегированной стали | |
| CN107587041B (zh) | 高锰多元合金衬板及其制备方法 | |
| JPH09182948A (ja) | 金型およびその焼入れ方法 |