RU2693969C1 - Способ азотирования изделий из сварочных сталей - Google Patents
Способ азотирования изделий из сварочных сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693969C1 RU2693969C1 RU2018136412A RU2018136412A RU2693969C1 RU 2693969 C1 RU2693969 C1 RU 2693969C1 RU 2018136412 A RU2018136412 A RU 2018136412A RU 2018136412 A RU2018136412 A RU 2018136412A RU 2693969 C1 RU2693969 C1 RU 2693969C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- wire
- furnace
- temperature
- cold water
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 32
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 32
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 11
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 206010037544 Purging Diseases 0.000 description 1
- 102220491117 Putative postmeiotic segregation increased 2-like protein 1_C23F_mutation Human genes 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLOIXGFLXPCOGW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Sn] Chemical compound [Ti].[Sn] BLOIXGFLXPCOGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N azanylidynevanadium Chemical compound [V]#N SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/24—Nitriding
- C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
- C23F1/28—Acidic compositions for etching iron group metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/08—Iron or steel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к газовому азотированию сварочных сталей после предварительного травления и водородного отжига. Способ состоит в предварительной очистке поверхности изделия, операции азотирования и последующего охлаждения в изделия холодной воде, при этом очистка поверхности включает травление и водородный отжиг. Способ позволяет получить сварочную проволоку, в частности стали марки СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ, диаметром от 2,0 до 6,0 мм с высокой стабильностью горения дуги как при сварке перлитных, так и аустенитных марганцовистых сталей, низкой склонностью к горячим трещинам, отсутствием пор и высокими прочностными свойствами металла шва. 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 ил.
Description
1. Область техники
Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к газовому азотированию сварочных сталей после предварительного травления и водородного отжига. Способ позволяет получить сварочную проволоку, в частности, стали марки СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ диаметром от 2,0 до 6,0 мм с высокой стабильностью горения дуги, как при сварке перлитных, так и аустенитных марганцовистых сталей, низкой склонностью к горячим трещинам, отсутствием пор и высокими прочностными свойствами металла шва.
2. Предшествующий уровень техники
Известен «Способ нитрозакалки стали с двойной химико-термической обработкой» (RU №2184796, (С23С 8/34, C23F 17/00), 2000), включающий предварительную нитроцементацию при 800-820°С с применением триэтаноламина, затем выполняют азотирование на толщину, меньшую, чем толщина подслоя нитроцементации. После азотирования выполняют закалку, обработку холодом, отпуск. Техническим результатом является повышение твердости, теплостойкости и режущих свойств диффузионного слоя изделий из легированных сталей. Недостаток - не обеспечивается оптимальность химико-термической обработки изделий из сварочных сталей.
Известен «Способ ионного азотирования режущего инструмента из легированной стали» (Патент RU 2634400 (С23С 8/38, С23С 14/48), 2016), включающий размещение режущего инструмента в рабочей камере, активирование его поверхности перед ионным азотированием, подачу в камеру рабочей насыщающей среды, нагрев режущего инструмента до температуры азотирования и его выдержку при этой температуре до формирования необходимой толщины диффузионного слоя. Недостатком способа является неоднородность диффузионного слоя.
Известен «Способ газового азотирования изделий из конструкционных сталей» (Патент RU 2639755 (С23С 12/02, С23С 8/36, С23С 10/36), 2016), включающий нагрев в печи размещенных в реакторе изделий в азотосодержащей атмосфере, изотермическую выдержку в потоке азотосодержащего газа и последующее охлаждение с печью. Недостатком известного способа является отсутствие эффективных операций предварительной очистки поверхности изделий перед азотированием.
Известен также, принятый заявителем за наиболее близкий аналог, «Способ высокотемпературного азотирования деталей из коррозионностойких хромоникелевых сталей» (Патент RU 2287608 (С23С 8/26), 2004). Способ включает нагрев деталей до температуры 1100-1200°С, выдержку в насыщающем газе в течение 2-8 часов и охлаждение с печью до комнатной температуры. Недостатком известного способа является отсутствие эффективных операций предварительной очистки поверхности изделий перед азотированием и несоответствие параметров химико-термической обработки объекту из сварочной стали.
3. Сущность изобретения
3.1. Постановка технической задачи
Обеспечение требований нормативной документации по содержанию азота в проволоке заказных размеров (от 2,0 до 6,0 мм) и формирование однородного насыщенного диффузионного слоя изделия азотом.
Результат решения технической задачи
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что вначале изделие подвергается травлению и водородному отжигу, затем его нагревают до заданной температуры в интервале 950÷1100°С, производят последующую выдержку в насыщающей атмосфере для диффузионного насыщения поверхности изделия азотом в течение 2÷6 часов и осуществляют последующее охлаждение в холодной воде.
3.2. Отличительные признаки
В отличии от известного технического решения включающего нагрев деталей до температуры 1100÷1200°С, выдержку в насыщающем газе в течение 2÷8 часов и охлаждение с печью до комнатной температуры; в заявленном техническом решении перед нагревом до заданной температуры в интервале 950÷1100°С на стадии подготовки изделия перед азотированием осуществляют травление, для удаления поверхностного слоя материала с заготовки под действием химических веществ, водородный отжиг, обеспечивающий очистку поверхности, затем производят продувку азотом и последующую выдержку в атмосфере азота, после чего изделие охлаждают в холодной воде.
Травление осуществляется в двух кислотном растворе в течение 5÷10 минут после предварительной промывки изделия в ванне с горячей водой в течение 5÷7 минут. Затем осуществляют промывку в холодной воде и травление в растворе азотной кислоты в течение 5÷10 минут. Далее снова производят промывку в холодной воде и осуществляют сушку в печи при температуре 100÷110°С.
Перед отжигом в среде водорода осуществляют первичную продувку изделия азотом под давлением 80÷200 мм рт.ст. в течение 40÷120 минут.
По окончании продувки при достижении температуры печи не менее 700°С под муфель подается водород с давлением 30÷90 мм рт.ст. и производится выдержка в атмосфере водорода в течение 1,5÷2,5 часа.
Затем производят повторную продувку азотом под давлением 80÷200 мм рт.ст. в течение 40÷60 минут и нагрев до температуры 950÷1100°С. Выдержка изделия в атмосфере азота производится в течение 2÷6 часов.
3.3. Перечень фигур чертежей
На фиг. 1 представлено схематическое изображение колпаковой печи для химико-термической обработки изделия из сварочной стали, где 1 - бетонный поддон; 2 - муфель; 3 - колпаковая печь; 4 - патрубок подвода газа (азот, водород); 5 - патрубок отвода газа (воздух, азот, водород); 6 - песочный затвор; 7 - электрические нагреватели; 8 - оснастка (цилиндрическая труба выполненная вертикально, с целью направления газового потока (азот, водород), к основанию которой приварен пятак (9)); 10 - проушина, предназначенная для перемещения оснастки с размещенным на ней изделием (бунт проволоки) краном; 11 - бунт проволоки.
На фиг. 2 представлена структурная блок-схема способа азотирования изделия из сварочной стали, где 12. - Подготовка колпаковой печи, сборка садки и ее загрузка; 13. - Первичная продувка азотом; 14. - Отжиг в водороде; 15. - Повторная продувка азотом; 16. - Нагрев до заданной температуры; 17. - Выдержка в атмосфере азота; 18. - Охлаждение в холодной воде; 19 - Контроль азота в изделии.
На фиг. 3 представлена равновесная фазовая диаграмма стали СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ в координатах «содержание азота - температура», построена с помощью программы «Thermo Calc» с базой данных TCFE7, где:
- фазы: Ж - жидкий металл; А - аустенит; {N2} - газообразный азот; TiN - нитрид титана; VN - нитрид ванадия; CrN - нитрид хрома; М23С6 и М6С - карбидные фазы: SIGMA - сигма-фаза;
- границы: сплошная красная - линия ликвидуса; красный крупный пунктир - линия солидуса: розовый мелкий пунктир - область существования нитрида титана; голубой мелкий пунктир - начало выделения газообразного азота (предельная содержание азота в стали); розовый крупный пунктир - область существования нитрида ванадия; сплошная розовая - область существования нитрида хрома; сплошная светло-коричневая - область существования карбида типа М23С6; темно-коричневый мелкий пунктир - область существования карбида типа М6С; сплошная синяя - область существования сигма-фазы.
4. Описание изобретения
Коррозионностойкая сталь СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ разработана ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» им. И.В. Горынина для производства сварочной проволоки, используемой для сварки высоколегированных сталей в особо ответственных изделиях. Предъявляемые требования к химическому составу сварочной проволоки представлены в таблице 1.
При рассмотрении химического состава стали СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ сразу возникает вопрос о характере взаимодействия азота с таким сильным нитридообразующим элементом, как титан при ее выплавке и затвердевании. Его можно оценить по равновесной фазовой диаграмме стали СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ в координатах «содержание азота - температура», показанной на фиг. 3. Она построена с помощью программы «Thermo Calc» с базой данных TCFE7 для расчетного химического состава стали СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ, приведенного в последней строке таблицы 1.
Из диаграммы на фиг. 3 следует, что в жидкой стали СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ при содержании в ней азота в соответствии с предъявляемыми требованиями 0,20-0,35% он содержится в расплаве главным образом в виде нитрида титана. Например, при температуре 1500°С сталь СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ с расчетным химическим составом содержит 0,73% нитрида титана при содержании растворенного азота в расплаве 0,185%. При 1400°С содержание нитрида титана увеличивается до 0,86%, а содержании растворенного азота в расплаве снижается до 0,169%. При температуре 1350°С, когда 82% металла находится в твердом состоянии, система содержит 1,11% нитрида титана при содержании растворенного азота в оставшемся расплаве 0,195%). Поскольку плотность нитрида титана ниже плотности жидкой стали, нитридные включения всплывают вверх и создаются условия для неравномерного распределения азота в объеме слитка и полученной из него сварочной проволоке, выходящие за пределы, допустимые предъявляемыми требованиями. Это, к сожалению, подтверждается многолетним опытом производства сварочной проволоки из стали СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ на заводе.
В то же время диаграмма на фиг. 3 показывает, что твердую сталь СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ можно насытить азотом при нагреве сварочной проволоки в его атмосфере. Например, при 1000°С содержание азота в стали теоретически можно довести почти до 5%. Практически это неосуществимо из-за диффузионных ограничений, но для содержания азота в соответствии с предъявляемыми требованиями 0,20-0,35% можно подобрать режим термической обработки сварочной проволоки в атмосфере азота, обеспечивающий требуемое его среднее содержание по сечению проволоки и равномерное по ее длине.
В заявленном техническом решении на стадии подготовки изделия перед химико-термической обработкой осуществляют операции травления и водородного отжига, а после выдержки в насыщающей атмосфере азота изделие охлаждают в холодной воде, при этом предлагаемый способ азотирования реализуется поэтапно следующим образом (Фиг. 1 и 2):
- травление осуществляется в двух кислотном растворе в течение 5÷10 минут после предварительной промывки изделия в ванне с горячей водой в течение 5÷7 минут. Затем проводится промывка в холодной воде и травление в растворе азотной кислоты в течение 5÷10 минут. Далее снова осуществляется промывка в холодной воде и сушка в печи при температуре (100÷110)°С.
- перед началом термообработки проводится очистка бетонного поддона (1) от песка и посторонних предметов, затем поверхность продувается сжатым воздухом, в затворы (6) досыпается песок. Садка (оснастка с загруженным на нее бунтом проволоки) при помощи мостового крана устанавливается по центру поддона колпаковой печи (3) и накрывается муфелем (2), затем накрывается колпаком, предварительно нагретым до температуры на (50÷100)°С выше номинальной температуры для режима термообработки. Установленная печь подключается к источникам нагрева.
- перед отжигом в колпаковой печи осуществляют первичную продувку подмуфельного пространства азотом (13), с целью вытеснения воздуха, под давлением 80÷200 мм рт.ст. в течение 40÷120 минут;
- по окончании продувки при достижении температуры печи не менее 700°С под муфель подается водород с давлением 30÷90 мм рт.ст. и производится выдержка в атмосфере водорода в течение 1,5÷2,5 часа (14). Отжиг в среде водорода обеспечивает очистку поверхности изделия;
- вторичная продувку азотом (15) под давлением 80÷200 мм рт.ст. в течение 40÷60 минут;
- нагрев до температуры в интервале 950÷1100°С (16) и выдержка изделия в атмосфере азота (17) в течение 2÷6 часов;
- извлечение изделия из колпаковой печи и охлаждение его в холодной воде (18).
5. Пример конкретного выполнения (реализация способа)
Использование предлагаемого способа при производстве сварочной проволоки стали марки СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ диаметром от 2,0 до 6,0 мм обеспечивает высокую стабильность горения дуги, самопроизвольную отделимость шлаковой корки, как при сварке перлитных, так и аустенитных марганцовистых сталей, низкую склонность к горячим трещинам, отсутствие пор и высокие прочностные свойства металла шва.
Выполнение способа проиллюстрировано на примере стали марки СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ используемой для производства сварочной проволоки диаметром 3,0 и 5,0 мм. Для этого были взяты 7 плавок с содержанием азота в проволоке 08 мм в пределах 0,023÷0,035%. Волочение проволоки на заказные размеры провели через промежуточный размер, в котором осуществили азотирование.
Бунты проволоки после предварительной промывки в ванне с горячей водой в течение 7 минут подвергли травлению в двух кислотном растворе в течение 7 минут. Затем их промыли в холодной воде и произвели травление в растворе азотной кислоты в течение 5 минут. После чего снова осуществили промывку в холодной воде и сушку в печи при температуре 100°С.
Способ азотирования изделия был реализован в колпаковой печи. Бунты проволоки перед азотированием предварительно отожгли в среде водорода при температуре 700°С в течение двух часов. Затем осуществили нагрев до температуры 1050°С и выдержку бунтов в атмосфере азота в течение 6 часов. После термической обработки охлаждение проволоки произвели в ванне с холодной водой.
После термической обработки от каждого мотка с 2-х сторон произвели отбор образцов для контроля содержания азота в металле. В таблице 2 приведено содержание азота в проволоке стали марки СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ до и после азотирования.
Изготовленная проволока диаметром 3,0 и 5,0 мм полностью удовлетворяет предъявляемым требованиям нормативной документации по механическим свойствам (таблица 3).
Из таблиц 2 и 3 видно, что в предложенный способ положительно реализован на всех 7 плавках стали марки СВ-10Х19Н23Г2М5ФАТ. Весь металл был сдан заказчику.
Claims (7)
1. Способ азотирования сварочной проволоки из высоколегированной стали, включающий стадию подготовки проволоки, нагрев и выдержку проволоки в течение 2÷8 час в колпаковой печи в атмосфере азота, охлаждение до комнатной температуры, отличающийся тем, что на стадии подготовки осуществляют травление проволоки для удаления поверхностного слоя материала, затем размещают проволоку в колпаковой печи и проводят водородный отжиг, обеспечивающий очистку ее поверхности, затем производят продувку печи азотом и осуществляют нагрев проволоки до температуры в интервале 950÷1100°C с последующей выдержкой в атмосфере азота и охлаждают в холодной воде.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что травление осуществляют в двухкислотном растворе в течение 5÷10 мин после предварительной промывки изделия в ванне с горячей водой в течение 5÷7 мин, промывки в холодной воде, травлении в растворе азотной кислоты в течение 5÷10 мин, снова промывки в холодной воде и сушке в печи при температуре 100÷110°C.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед водородным отжигом в колпаковой печи осуществляют первичную продувку печи азотом под давлением 80÷200 мм рт.ст. в течение 40÷120 мин.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по окончании первичной продувки азотом в печь подают водород под давлением 30÷90 мм рт.ст и осуществляют водородный отжиг при температуре не менее 700°C с выдержкой в атмосфере водорода в течение 1,5÷2,5 ч.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продувку печи азотом после водородного отжига производят под давлением 80÷200 мм рт.ст. в течение 40÷60 мин.
6. Способ по п 1, отличающийся тем, что выдержку изделия при температуре 950÷1100°C в атмосфере азота осуществляют в течение 2÷6 ч.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение проволоки в холодной воде осуществляют после извлечения изделия из колпаковой печи.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136412A RU2693969C1 (ru) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | Способ азотирования изделий из сварочных сталей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136412A RU2693969C1 (ru) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | Способ азотирования изделий из сварочных сталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693969C1 true RU2693969C1 (ru) | 2019-07-08 |
Family
ID=67251854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018136412A RU2693969C1 (ru) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | Способ азотирования изделий из сварочных сталей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693969C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU71032A1 (ru) * | 1946-12-25 | 1947-11-30 | Д.П. Глухов | Способ создани покрыти из магнитной окиси железа на издели х из железных сплавов |
| DE29615312U1 (de) * | 1996-09-03 | 1996-10-17 | Rohde Schutzgasöfen GmbH, 63486 Bruchköbel | Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Materialien, insbesondere zum Gasnitrieren und Nitrocarburieren |
| RU2287608C2 (ru) * | 2004-10-27 | 2006-11-20 | Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет) | Способ высокотемпературного азотирования деталей из коррозионно-стойких хромоникелевых сталей |
| RU2453637C1 (ru) * | 2010-10-15 | 2012-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Способ обработки поверхности металлических изделий перед нанесением покрытий |
| RU2634400C1 (ru) * | 2016-09-26 | 2017-10-26 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионного азотирования режущего инструмента из легированной стали |
-
2018
- 2018-10-16 RU RU2018136412A patent/RU2693969C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU71032A1 (ru) * | 1946-12-25 | 1947-11-30 | Д.П. Глухов | Способ создани покрыти из магнитной окиси железа на издели х из железных сплавов |
| DE29615312U1 (de) * | 1996-09-03 | 1996-10-17 | Rohde Schutzgasöfen GmbH, 63486 Bruchköbel | Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Materialien, insbesondere zum Gasnitrieren und Nitrocarburieren |
| RU2287608C2 (ru) * | 2004-10-27 | 2006-11-20 | Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет) | Способ высокотемпературного азотирования деталей из коррозионно-стойких хромоникелевых сталей |
| RU2453637C1 (ru) * | 2010-10-15 | 2012-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Способ обработки поверхности металлических изделий перед нанесением покрытий |
| RU2634400C1 (ru) * | 2016-09-26 | 2017-10-26 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионного азотирования режущего инструмента из легированной стали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5835256B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼製品の製造方法 | |
| JP3667477B2 (ja) | ガス浸炭炉用部品及び治具 | |
| CN105714236A (zh) | 真空脉冲渗碳马氏体不锈钢的方法 | |
| CN104032116A (zh) | 一种钢制锥齿轮的热处理工艺 | |
| US8808470B2 (en) | High-carbon chromium bearing steel and production method of the same | |
| CH648061A5 (it) | Procedimento per il trattamento termico di un pezzo di lavoro di acciaio che elimina sostanzialmente le incrinature da raffreddamento e la distorsione da raffreddamento. | |
| RU2017102687A (ru) | Способ изготовления высокопрочной стальной детали | |
| RU2693969C1 (ru) | Способ азотирования изделий из сварочных сталей | |
| JP2016023346A (ja) | 歯車の浸炭処理方法 | |
| JP6575165B2 (ja) | 焼入れ装置及び鋼管の製造方法 | |
| JP6237459B2 (ja) | 鋼管の熱処理方法およびそれを用いる軸受用鋼管の製造方法 | |
| JP6583600B1 (ja) | 真空浸炭処理方法及び浸炭部品の製造方法 | |
| JP7201092B2 (ja) | 真空浸炭処理方法及び浸炭部品の製造方法 | |
| JPH0737645B2 (ja) | 高炭素クロム軸受鋼の脱炭抑制方法 | |
| RU2580767C2 (ru) | Способ повышения стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали | |
| JP3873306B2 (ja) | 中・高炭素含有鋼管の焼割れを防止する焼入れ方法 | |
| JP6168132B2 (ja) | 捻回特性に優れる溶融亜鉛めっき鋼線 | |
| JPS58100624A (ja) | Ｎｉ系脆性亀裂高停止性能鋼の製造法 | |
| JP4858071B2 (ja) | 鋼材の表面処理方法及び表面処理された鋼材 | |
| RU2677908C1 (ru) | Способ химико-термической обработки детали из легированной стали | |
| JP7215369B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 | |
| JPH11350108A (ja) | 耐浸炭性、耐高温酸化性に優れたガス浸炭炉用部品及び治具 | |
| JP6720686B2 (ja) | 継目無鋼管の製造方法 | |
| JPH1017934A (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 | |
| RU2562598C2 (ru) | Способ закалки стальных деталей |