SU1488360A1

SU1488360A1 - Способ изготовления изделий из высокохромистой стали

Info

Publication number: SU1488360A1
Application number: SU874328973A
Authority: SU
Inventors: Anatolij N Tarasov; Vladimir N Tarasov; Pavel V Bazhenov; Garri I Khutsiev
Original assignee: Kaliningr Baza Tralovogo Flota; Sudoremontnyj Z Pregol
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-06-23

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к процессам нитроцементации стальных изделий, преимущественно шестерен механического привода рыборазделочных машин судов тралового флота, изготавливаемых из высокохромистых сталей, и может найти

применение в машиностроении и специальных отраслях промышленности для изделий из коррозионно-стойких стаИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам нитроцементации стальных изделий, преимущественно шестерен механического привода рыборазделочных машин судов тралового флота, изготавливаемых из высокохромистых сталей, и может найти применение в машиностроении и специальных отраслях промышленности для изделий из коррозионно-стойких сталей мартенситного и ферритномартенситного классов.

2

лей мартенситного и ферритно-мартенситного класса. Цель - расширение технических возможностей за счет обработки изделий из.хромоникелевых сталей, повышение усталостной прочности, ударной вязкости и коррозионной стойкости изделий из хромоникелевых сталей. Проводят обработку изделий составом, содержащим в равных количествах пирогаллол-А, трилон-Б и моноэтаноламин, нитроцементацию с нагревом до 940-950° С, далее нагрев до 970-980°С до 15-20 мин, закалку с охлаждением в масле и отпуск при 55О-56О°С с охлаждением в масле или во взвеси чешуйчатого графита в масле. Предлагаемый способ обеспечивает обработку изделий из хромоникелевых сталей, сокращение ремонтно-наладочных работ и позволяет повысить усталостную прочность в 1,5 раза, ударную вязкость в 2,2 раза и коррозионную стойкость. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Цель изобретения - расширение технических возможностей за счет обработки изделий из хромоникелевых сталей, повышение усталостной прочности, ударной вязкости изделий из хромоникелевых сталей - достигается

тем. что в способе, включающем нитро” * о

цементацию с нагревом до 940-950 С, нагрев до 970-980°С за 15—20 мин, закалку с охлаждением в масле и отпуск с охлаждением в масле, перед нитроцементацией изделия дополнительно покрывают составом, содержащим

ий

00

со

О

1488360'

в равных количествах пирогаллол-А, трилон-Б и моноэтаноламин, отпуск проводят при 550-560°0, а для улучшения прирабатываемости и коррозионной стойкости при хранении в морских условиях охлаждение от температуры отпуска проводят во взвеси чешуйчатого графита в масле.

Нанесение на рабочие поверхности зубьев шестерен состава, содержащегося в равных количествах пирогаллола-А (С^Н^₂О$), трилон-Б этиленднамина ( С ₀ Н_<4 0_θ На · 2Н₂ О) (ГОСТ 1065273) и моноэтаноламина (С_йН_вОНЫ), вы- 15 эывает активную депассивацию хромоникелевой стали непосредственно перед загрузкой в карбюризатор и исключает развитие внутреннего окисления при 940-980°С при нитроцементации и 20 .закалочном нагреве»

Депассивация активизируется вследствие протекания экзотермической реакции с образованием уксусного ангидрида при смешивании компонен- 25 тов состава. Внутреннее окисление исключается вследствие повышения концентрации атомарного углерода и азота у поверхности детали при минимально необходимом для активного 30 науглероживания хромоникелевой стали атомарном натрии, поступающем из (]* трилона. Как следствие депассивации и увеличения углеродного потенциала ^:у поверхности деталей возрастает степень науглероживания и однородность г диффузионного слоя, создаются условия для формирования сжимающих напряжений в свободном от внутреннего окисления износостойком слое, что. приводит к повышению усталостной и контактной прочности.

Температурный интервал отпуска 550-560®О, нестандартный для нитроцементированных деталей из сталей, . . содержащих 16-17% хрома и 2-4% никеля, позволяет получить ударную вязкость выше задаваемой для изделий, работающих в коррозионно-активной атмосфере при контактном динамическом нагружении. Уровень ударной ^0 вязкости достигает 4,5-5,3 кгс-м/см^гдля стали 14Х17Н2, прошедшей нитроцементацию и закалку, против 33,5 кгс’м/см¹, задаваемого при твердости ИКС} ,30-35 ед. Введение чешуй- ⁵⁵чатого графита в масло улучшает условия приработки изделий шестерен в работе и сохраняет коррозибнную стойкость поверхности при хранении изделий в морских условиях до установки в работу.

Кроме того, охлаждение в масле или во взвеси масло-чешуйчатого графита вместо общепринятого для хромо’никелевых сталей охлаждения на воздухе приводит к созданию в поверхностном слое напряжений сжатия (до 7580 кгс/мм^г), обеспечивающих стабильную на более высоком уровне усталостную и контактную прочность при эксплуатации.

Пример 1. Шестерни рыбораз_; цепочной машины Н2-ИРА 110 изготовля ли из стали 14Х17Н2 промышленной вып,лавки прутка 80 мм. Диаметр шестерен

74 мм, высота 14,6 мм, модуль 2» Посыле механической обработки в окончательные размеры проводили подготовку -к нитроцементации в твердом карбюризаторе в печах СНО 4.6.8 в ящиках по 15 шестерен в садке.

Перед укладкой в ящик на зубчатую поверхность шестерен кистью наносили свежеприготовленный однородный^Ίсостав, полученный смешиванием равных весовых количеств пирогаллола-А, три<лона-Б и моноэтаноламина. Каждый слой шестерен после покрытия засыпали карбюризатором и после упаковки листовым асбестом и обмазки крышки шамотной глиной ящик с деталями помещали в печь, разогретую до 940~950°С₁После замедленного прогрева ящика и 'прогрева садки температуру повышали

,;до 980°С за 30 мин и закаливали шестерни связками по 5 шт. в масле, немедленно переносили при температуре не ниже 100-120°С на отпуск в воздушной атмосфере при 550-560°С,> По окончании выдержки, через 45 мин охлаждали детали в масле со взвешенным чешуйчатым графитом.

Как показали результаты исследований и испытаний, в результате обработки на высокохромистой никелевой стали формируется равномерный, насыщенный карбонитридами диффузионный слой глубиной 0,45-0,50 мм, не имеющий зоны поверхностного внутреннего окисления. Одновременно обеспечивается высокая ударная вязкость нитроцементованной стали и усталостная прочность при динамических контактных нагрузках. Так, ударная вязкость достигает 4,7-5,1 кгс/см¹, усталостная прочность на базе 10‘⁷циклов 55-62 кгс/мм^(вы5

1488360 6

ше, чем при обработке по известному способу). При эксплуатации во влажной тропической атмосфере не наблюдается случаев коррозионного разрушения и заедания зубчатой части, коррозионная стойкость, оцениваемая по весу продуктов коррозии в единицу времени, составляет (1,2-1,3)*

*10⁷ г/см ⁵ ч, превышая коррозионную стойкость деталей из стали 14Х17Н2, обработанных по известным режимам.

В таблице приведены свойства шестерен рыборазделочных машин, обработанных по предложенному и известному способам.

Пример 2. Мелкомодульные шестерни диаметром 57,5 мм с числом зубьев 33 для оснащения механизированной рыборазделочной машины Н-3ИРА110 изготовляли из стали 09Х16Н4Б и после окончательной механической обработки обрабатывали по предложенному способу»

Детали с нанесенным покрытием, содержавшим в равных количествах пйрогаллол-А, трилон-Б и моноэтаноламин, укладывали для нитроцементации в древесно-угольный карбюризатор с азотсодержащими добавками, нагревали вначале до 940°С, затем до 975°С и закаливали в масле. Пос- ле отпуска при 550°С в течение 60 мин охлаждение также осуществляли в масле. Износостойкость шестерен повысилась в 2,3 раза, не наблюдалось коррозионного разрушения зубьев в течение 4750 ч эксплуатации, что втрое выше стандартизованных шестерен, изготавливаемых на судоремонтном заводе при использовании этой

же стали. Повышение износостойкости в 2,3 раза в сравнении с нитроцементацией без нанесения слоя на зубчатую часть связано с отсутствием внутреннего окисления и оптимальным распределением напряжений сжатия, возникающих при нитроцементации и охлаждении от температур отпуска в

10 масле.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить усталостную прочность в 1,5 раза, ударную вязкость в 2,2 раза, коррозионную стой15 кость и обеспечивает сокращение ремонтйо-наладочных работ.

Claims

Формула изобретения

1. Способ изготовления изделий из20 высокохромистой стали, включающий

нитроцементацию с нагревом до 940 — 950°С, нагрев до 970-980°С за 15 20 мин, закалку с охлаждением в масле, отпуск и охлаждение в масле,

25 отличающийся тем, что, с целью повышения усталостной прочности и ударной вязкости изделий из хромоникелевых сталей, перед нитро' цементацией изделия покрывают соста30 вом, содержащим в равных количествах пирогаллол-А, трилон-Б и моноэтаноламин, а отпуск после закалки проводят при 550-560 С.

2 о Способ поп. 1, отличающий с я тем, что, с целью улучшения прирабатываемости и повышения коррозионной стойкости изделий при

^хранении в морских условиях, охлаждение от температуры отпуска проводят во взвеси чешуйчатого графита в масле.

Способ Тип шестерен, марка материала Режим нитроцементации, . закалки и отпуска* Состав дополнительной, обмазки венцов. шестерен Усталостная прочность иа базе 10’ ЦИКЛОВ» кгс/мм* Ударная вязкость, кгсм/см* Коррозионная стой-; кость, . г/сн’-ч 'Предложен- Шестерни ос- Газовая цитроцемента- Пирогал- . ный . новного при- ция 940°С, 3,5 ч, лол-А, вода днамет* подъем до 980°0, вы- трилок-В, ром 70 мм, йо- дерхха 30 мин, охлаж- моноэта- дуль 2, сталь дение в масле, отпуск 550°С ноламин, 55-57 4,2-4,5 1,2-10"* 14X17112, ис- 560 С соотношение '52-55 4,4-4,9 1,1-10"’ питания в ус- 1:1:1

ловнях промысла, на судах типа БАТМ

Опытный Известный Отпуск Отпуск __;___ . ' 540°С 580°С _; 22О*С Без обмаэкн венца 50-51 49-50 35-38 1.6- 1,9 4,5-2,8 1.7- 2,2 2,8-10^ 1,3 10-* 2,5-10"* Охлаждение от температуры отпуска в масле с чешуйчатым графитом,.