SU1562356A1 - Method of thermal heat treatment of metals - Google Patents
Method of thermal heat treatment of metals Download PDFInfo
- Publication number
- SU1562356A1 SU1562356A1 SU884416387A SU4416387A SU1562356A1 SU 1562356 A1 SU1562356 A1 SU 1562356A1 SU 884416387 A SU884416387 A SU 884416387A SU 4416387 A SU4416387 A SU 4416387A SU 1562356 A1 SU1562356 A1 SU 1562356A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- metal
- electric field
- heat treatment
- metals
- intensity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к металлургии, конкретнее к термической обработке металлов и сплавов. Цель изобретени - повышение качества металла за счет увеличени интенсивности теплообмена в закалочной среде. Способ включает нагрев выше А0, выдержку и охлаждение в закалочной среде, помещенной в электрическом поле напр женностью от 1 кВ/см до 0,8 пробойной напр женности закалочной среды. Способ позвол ет получить более высокую прокаливаемость и более мелкую структуру закаливаемой детали. 1 ил., 1 табл.The invention relates to metallurgy, more specifically to the heat treatment of metals and alloys. The purpose of the invention is to improve the quality of the metal by increasing the intensity of heat exchange in the quenching medium. The method includes heating above A 0 , holding and cooling in a quenching medium placed in an electric field with a strength of 1 kV / cm to 0.8 punch strength of the quenching medium. The method allows to obtain a higher hardenability and a smaller structure of the hardened part. 1 ill., 1 tab.
Description
Изобретение относитс к металлургии , в частности к термической обработке металлов.The invention relates to metallurgy, in particular to the heat treatment of metals.
Цель изобретени - повышение качества металла за счет увеличени интенсивности теплообмена в закалом1- ной среде.The purpose of the invention is to improve the quality of the metal by increasing the intensity of heat exchange in the hardening medium.
Пример . Образцы из стали 45 диаметром 40 мм и высотой 60 мм нагревают в электрической муфельной печи до температуры 820°С выдерживают 40 мин и закаливают в масле.An example. Samples of steel 45 with a diameter of 40 mm and a height of 60 mm are heated in an electric muffle furnace to a temperature of 820 ° C for 40 minutes and quenched in oil.
Закалочна ванна представл ет собой цилиндрический стекл нный сосуд с электропроводным кольцом (шиной) по всей поверхности стен. Закалочна ванна и образец наход тс в электрическом поле напр женностью от 1 кВ/см до 0,8 пробойной напр женности охлаждающей среды (Епп 220 кВ/см).The quenching bath is a cylindrical glass vessel with an electrically conductive ring (tire) over the entire surface of the walls. The quenching bath and the sample are in an electric field with a strength of 1 kV / cm to 0.8 breakdown intensity of the cooling medium (Epp 220 kV / cm).
На чертеже представлена схема наложени электрического пол на закалочную ванну и обрабатываемый металл, включающа закалочную ванну 1 дл масла, обрабатываемый металл 2, электрод 3, закалочную среду 4 и источник 5 напр жени .The drawing shows the application of an electric field to the quenching bath and the metal to be treated, including the quenching bath 1 for oil, the metal to be treated 2, the electrode 3, the quenching medium 4 and the voltage source 5.
В закалочную ванну помещают электрически изолированную от среды (закалочного агента) шину, к которой подключают один полюс источника элект- рическогр напр жени , другой подключают к обрабатываемому металлу.An electrically insulated busbar is placed into the quenching bath, to which a busbar is connected to one pole of the source of electrical voltage, the other is connected to the metal to be treated.
Закалочные свойства среды определ ютс интенсивностью охлаждени обрабатываемого металла. При погружении металла в закалочную ванну происход т кипение жидкости по поверхности разогретого металла и естественна конвекци жидкости вблизи нагретого металла.The quenching properties of the medium are determined by the cooling rate of the metal being treated. When a metal is immersed in a quenching bath, boiling of the liquid takes place on the surface of the heated metal and natural convection of the liquid near the heated metal.
Интенсивность охлаждени поверхности металла определ етс теплотой фазового перехода жидкость - пар дл данной жидкости, скоростью подводаThe intensity of cooling of the metal surface is determined by the heat of the liquid – vapor phase transition for a given liquid, the rate of supply
спcn
ОЭ 1COE 1C
0303
елate
О5O5
вежей жидкости к поверхности тепло-i бмена, а также скоростью процессов есорбции паровых пузырьков, типом ипени (пленочное, пузырьковое).Waves of liquid to the surface of heat and imen, as well as the rate of vapor vapor absorption processes, the type of ipen (film, bubble).
Электрическое поле позвол ет иненсифицировать тепловой поток кипеи на электропроводной стенке в 1,4 раза, мто достигаетс за счет меньшени критического радиуса зароыша парового пузыр , а также увеличением скорости роста пузыр . 8 электрическом поле возникает только пузырьковое кипение. Перечисленные эфекты объ сн ютс снижением поверхностного нат жени жидкости в электрическом поле.The electric field allows the boiling heat flux on the conductive wall 1.4 times to be intensified, which is achieved due to the smaller critical radius of the embryo of the vapor bubble, as well as an increase in the bubble growth rate. 8 electric field only bubble boiling occurs. These effects are explained by a decrease in the surface tension of a liquid in an electric field.
Интенсификаци процессов десорбции , подвода свежей жидкости к охлаждаемой поверхности, а также конвективного переноса тепла объ сн етс электроконвекцией, т.е. движением жидкости в электрическом поле. Интенсификаци теплообмена конвекцией достигает (}-8) о/0 , где d0 - коэффициент теплоотдачи в отсутствии электрического пол .The intensification of the processes of desorption, the supply of fresh liquid to the cooled surface, as well as convective heat transfer is explained by electroconvection, i.e. the movement of a fluid in an electric field. Intensification of heat exchange by convection reaches (} -8) o / 0, where d0 is the heat transfer coefficient in the absence of an electric field.
Интенсификацию и замедление тепло- обмена электрическим полем определ ют направлением градиентов температуры и электрической напр женности. Если vTJ4vE2 (векторы однонаправлены) , то конвективный перенос тепла интенсифицируетс , если , конвекци подавл етс в той же степени,- что и интенсифицируетс . Это позвол ет ухудшать услови теплообмена, если на шину подать положительный потенциал , а обрабатываемый металл заземлить . Така задача может возникнуть при необходимости заменить закалочную среду (масло) другой средой (водой). Если на обрабатываемый металл подать электрический потенциал, а шину (ванну) заземлить, то будет наблюдатьс интенсификаци теплообмена . Така задача стоит при необходимости увеличени глубины закаливани и скорости охлаждени . Величина изменени теплообмена (скорости охлаждени ) определ етс величиной напр женности создаваемого электрического пол , она зависит от геометрических размеров обрабатываемого металла, размеров и формы закалочной ванны и электрических свойств закалочной среды. Дл получени заданного эффекта величина электрического пол подбираетс при обработке конThe intensification and deceleration of heat exchange by the electric field is determined by the direction of the gradients of temperature and electric intensity. If vTJ4vE2 (vectors are unidirectional), then convective heat transfer is intensified, if convection is suppressed to the same extent, as intensified. This makes it possible to worsen the heat transfer conditions if a positive potential is applied to the tire and the metal to be treated is grounded. Such a task may arise if it is necessary to replace the quenching medium (oil) with another medium (water). If an electric potential is applied to the metal being processed and the bus (bath) is grounded, then heat exchange will be intensified. This task is faced with the need to increase the hardening depth and cooling rate. The magnitude of the change in heat transfer (cooling rate) is determined by the magnitude of the electric field created, it depends on the geometric dimensions of the metal being processed, the size and shape of the quenching bath and the electrical properties of the quenching medium. To obtain a given effect, the magnitude of the electric field is selected when processing the end
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
кретногО технологического процесса. Однако она не может быть выше пробойной дл данного металла Е , следовательно из условий охраны труда она выбираетс Е ,8 Епр.Old technological process. However, it cannot be higher than the breakdown for a given metal E, therefore it is chosen from the conditions of labor protection E, 8 Епр.
МЙКСГMiksg
Закалочные среды в практике не вл ютс чистыми. Нижний предел примен емого электрического пол определ етс величиной его эффективного воздействи . Интенсивность воздействи электрического пол на теплообмен определ етс квадратом напр женности электрического пол . При малых напр женност х электрического пол (менее 1 кВ/см) воздействие пол на теплообмен в «идкости столь мало, что в опытах по термообработке не обнаружено изменени структуры и свойств металла (см. опыт, режим 2). Таким образом, интервал воздействи электрического пол на термообработку составл ет 1кВ/см 0,8 Е, .Quenching media in practice are not clean. The lower limit of the applied electric field is determined by the magnitude of its effective action. The intensity of the effect of an electric field on heat transfer is determined by the square of the intensity of the electric field. At low voltages of the electric field (less than 1 kV / cm), the effect of the floor on heat transfer in the fluid is so small that no changes in the structure and properties of the metal were found in the heat treatment experiments (see experiment, mode 2). Thus, the range of exposure to an electric field to heat treatment is 1 kV / cm 0.8 E,.
Эксперименты провод т в следующих услови х.The experiments were carried out under the following conditions.
Режим 1 провод т без воздействи электрическим полем (Е - 0).Mode 1 is conducted without exposure to an electric field (E - 0).
Режим 2 провод т с воздействием электрическим полем (отрицательный потенциал подан на металл) Е 0,5 кВ/см ; режим 3 - то же, Е 1, 1 кВ/см ; режим 4 - то же, Е 10 кВ/см, режим 5 - .то же, Е 177 кВ/см (это предельна технически целесообразна напр женность пол дл воздействи на теплообмен в чистом трансформаторном масле). При попытке увеличени напр женности пол ток утечки быстро возрастает , затем при дальнейшем увеличении напр женности пол достигаетс пробой диэлектрика.Mode 2 is conducted with an electric field (negative potential applied to the metal) E 0.5 kV / cm; mode 3 - the same, E 1, 1 kV / cm; mode 4 is the same, E 10 kV / cm, mode 5 is the same, E 177 kV / cm (this is the ultimate technical field strength for affecting the heat transfer in pure transformer oil). When an attempt is made to increase the voltage, the leakage current quickly increases, and then with a further increase in the voltage, the dielectric breakdown is reached.
Режим 6 провод т с воздействием электрическим полем (положительный потенциал подан на металл), Е 10 кВ/см.Mode 6 is conducted with an electric field (a positive potential is applied to the metal), E 10 kV / cm.
Измерение провод т на трех образцах по каждому варианту от кра к центру. Точки замера твердости удалены друг от друга на рассто нии 3 мм. Всего 18 образиов. Результаты измерений усредн ют.The measurement is carried out on three samples in each case from the edge to the center. The hardness measurement points are separated from each other at a distance of 3 mm. Only 18 images. Measurement results are averaged.
;;
В таблице приведены результаты экспериментов, из которых видно, что максимальна глубина закаленного сло у образцов, обработанных по режиму 5. Исследовани микроструктуры показали, что обработка по режимам 2 и 6; выход щим за граничные услови , не улучшает структуру, она практически не отличаетс от образцов, обработанных по режиму 1. Режим 3 способствует получению более мелкой структуры.The table shows the results of experiments, from which it can be seen that the maximum depth of the hardened layer of the samples processed according to mode 5. The microstructure studies showed that the treatment according to modes 2 and 6; beyond the boundary conditions, does not improve the structure; it does not practically differ from the samples treated in mode 1. Mode 3 contributes to a finer structure.
Лучшие результаты получены при обработке по режиму 5 (мартенситные иглы мелкодисперсные), с нормальной.The best results were obtained when processing according to mode 5 (fine martensitic needles), with normal.
ориентацией блоков, причем структура однородна.orientation of the blocks, and the structure is homogeneous.
В таблице также приведены свойства образцов после обработки иэвест- ным способом (режим 1, нагоев до 820°С, выдержка чО мин и охлаждение в масле без наложени электрического пол ).The table also shows the properties of the samples after processing by the well-known method (mode 1, nagoi to 820 ° C, holding for 4 min and cooling in oil without applying an electric field).
Предлагаемый способ (режимы ) улучшает качество металла по структуре и твердости, обладает более высокой однородностью конечного продукта (металла), причем затраты (стоимость источника электрического напр жени и электрической энергии на токи утечки ) невелики.The proposed method (modes) improves the quality of the metal in structure and hardness, has a higher homogeneity of the final product (metal), and the costs (cost of the source of electrical voltage and electrical energy for leakage currents) are small.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884416387A SU1562356A1 (en) | 1988-01-04 | 1988-01-04 | Method of thermal heat treatment of metals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884416387A SU1562356A1 (en) | 1988-01-04 | 1988-01-04 | Method of thermal heat treatment of metals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1562356A1 true SU1562356A1 (en) | 1990-05-07 |
Family
ID=21371251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884416387A SU1562356A1 (en) | 1988-01-04 | 1988-01-04 | Method of thermal heat treatment of metals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1562356A1 (en) |
-
1988
- 1988-01-04 SU SU884416387A patent/SU1562356A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Самохоцкий И.А.,Парфеновска Н.Г. Технологи термической обработки металлов. - М.: Машиностроение, 1975, с. 320. Гул ев А.П. Металловедение. - М.: Металлурги , 1977, с, 285-287. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Belkin et al. | Plasma electrolytic hardening of steels | |
US2294413A (en) | Method of locally heat-treating metal bodies | |
Akamatsu et al. | Surface treatment of steel by short pulsed injection of high-power ion beam | |
CN115485400A (en) | Linear groove forming method and method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet | |
SU1562356A1 (en) | Method of thermal heat treatment of metals | |
Zhou et al. | A novel rapid DC salt bath nitrocarburizing technology | |
US6166360A (en) | Heat treating of metallurgic article with varying aspect ratios | |
RU2672968C2 (en) | Single-shot inductor for induction heating of complex workpieces | |
US2281132A (en) | Method of wire drawing | |
Civi et al. | Quenching and tempering of 51CrV4 (SAE-AISI 6150) steel via medium and low frequency induction | |
Yu et al. | The effect of hot‐and cold‐rolling on the electropulse‐induced microstructure and property changes in medium carbon low alloy steels | |
Yu et al. | Effect of electropulsing on grain refinement of a medium carbon low alloy steel | |
US1966496A (en) | Method of treating metals | |
Patel | An overview of applications of induction heating | |
RU2311989C2 (en) | Method for acting upon melt metal by magnetic-pulse field and apparatus for performing the same | |
JPS59166624A (en) | High frequency induction refining of pipe | |
JPS5822526B2 (en) | Continuous heat treatment equipment for metal materials | |
SU572507A1 (en) | Device for thermomagnetic treatment of components | |
JPH08170182A (en) | Method of surface-treating metal and substrate treated thereby | |
SU1751225A1 (en) | Method to prevent formation of scale at heat transfer surface | |
SU971893A1 (en) | Method for hardening | |
KR100350070B1 (en) | Method and apparatus for manufacturing black plate by reduced process | |
SU1254743A1 (en) | Method of heat treating of steel | |
SU1719437A1 (en) | Method of local induction hardening of products | |
JP3663784B2 (en) | Manufacturing method of low iron loss grain oriented electrical steel sheet |