SU1611953A1 - Method of hardening cylinders - Google Patents
Method of hardening cylinders Download PDFInfo
- Publication number
- SU1611953A1 SU1611953A1 SU884399533A SU4399533A SU1611953A1 SU 1611953 A1 SU1611953 A1 SU 1611953A1 SU 884399533 A SU884399533 A SU 884399533A SU 4399533 A SU4399533 A SU 4399533A SU 1611953 A1 SU1611953 A1 SU 1611953A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cylinder
- cylindrical part
- liquid
- neck
- cylinders
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к термической обработке может быть использовано при термообработке баллонов. Цель изобретени - повышение качества закалки путем обеспечени равномерности механических свойств по длине баллона. Способ включает вращательное движение баллона вокруг продольной оси и погружение его в жидкость при горизонтальном положении указанной оси. При этом в местах расположени днища и горловины баллона из-под зеркала жидкости подают струи ее, которые образуют местный подъем уровн жидкости. Высоту местного подъема по отношению к нижней образующей цилиндрической части баллона опедел ют по зависимости Hут=R{1-COS[ARCCOS(1-HO)/R].Sут/Sо}, где R - радиус цилиндрической части баллонаThe invention relates to heat treatment can be used in the heat treatment of cylinders. The purpose of the invention is to improve the quality of quenching by ensuring uniformity of mechanical properties along the length of the container. The method includes the rotational movement of the cylinder around the longitudinal axis and immersing it in a liquid when the horizontal position of the specified axis. At the same time, at the locations of the bottom and neck of the cylinder, from under the mirror of the liquid, its jets are delivered, which form a local rise in the level of the liquid. The height of the local lift with respect to the lower generatrix of the cylindrical part of the cylinder is determined by the dependence H ut = R {1-COS [ARCCOS (1-H O ) / R] . S ut / S o }, where R is the radius of the cylindrical part of the cylinder
ммmm
HO - глубина погружени нижней образующей цилиндрической части баллона, ммH O - immersion depth of the lower generatrix of the cylindrical part of the cylinder, mm
SO, Sут - соответственно максимальна толщина стенок цилиндра и утолщенных частей днища и горловины баллона, мм. 1 табл. 1 ил.S O , S ut - respectively the maximum thickness of the walls of the cylinder and the thickened parts of the bottom and neck of the cylinder, mm. 1 tab. 1 il.
Description
Изобретение отно.ситс к термической обработке и может быть использовано при термообработке баллонов.The invention relates to heat treatment and can be used in the heat treatment of cylinders.
Целью изобретени вл етс повышение качества обработки путем увеличени равномерности распределени механических свойств по длине баллона .The aim of the invention is to improve the quality of processing by increasing the uniformity of the distribution of mechanical properties along the length of the cylinder.
На чертеже изображена схема осуществлени способа. The drawing shows a scheme for implementing the method.
Способ осу1;4естш1 етс следующим образом.The method is; 1; 4est as follows.
Нагретый до заданной TeNmepaTypbi баллон 1 у1сладывают на механизм 2 вращеют , наход нщйс выше .фовн зеркала воды 3, которой заполнена ванна 4, При укладке на механизм 2 баллон 1 приобретает вращательное движе), путем опускаш1 N:exaHH3Ma 2 вращени в вертикальной плоскостиHeated to a given TeNmepaTypbi cylinder 1 u1 is rolled onto mechanism 2 rotates, located above. The water mirror 3 of the tank 4 is filled. When placed on mechanism 2, cylinder 1 acquires a rotational motion) by lowering 1 N: exaHH3Ma 2 of rotation in a vertical plane
вращающийс баллон 1 погружают в воду на глубину h, соответствующую толщине стенки SQ цилиндрической части баллона 1. Перед указанной операцией с целью создани местного увеличени уровн воды в ванне чере патрубки 5, расположенные в местах нахождени утолщенных частей баллон ( под днищем и горловиной), подают среду повьшенного давлени - воду или сжатый воздух - с таким расчето чтобы глубина погружени утолщенныхThe rotating cylinder 1 is immersed in water at a depth h corresponding to the wall thickness SQ of the cylindrical part of the cylinder 1. Before this operation, in order to create a local increase in the water level in the bath tube 5, located in the locations of the thickened parts of the cylinder (under the bottom and neck), are served medium pressure - water or compressed air - so that the depth of the thickened
о about
частей hyv соответствовала величине, огтредел емрй из указанного соотношени . Враща сь в положении, показанно на чертеже, баллон имеет различную глубину погружени по всей длине в з-ависимости от толщины стенки его различных частей: цилиндрическа часть с толщиной стенки S -погру на глубину hg, а днище и горловина с толщинйо стенки Бит на глубину hu. По истечении заданного технологией времени охлаждени баллон 1 с помощью механизма 2 поднимают над ванной и передают дл проведени пс5следующих технологических операций На освободившийс механизм 2 укладывают следующий нагретый баллон, и цикл повтор етс .parts of the hyv corresponded to the magnitude, the limit of emry from the specified ratio. Rotating in position, shown in the drawing, the balloon has a different depth of immersion along the entire length depending on the wall thickness of its various parts: a cylindrical part with a wall thickness of S-width to a depth of hg, and a bottom and neck with a wall thickness of a bit to a depth hu. After the cooling time specified by the technology has expired, the cylinder 1 is lifted above the bath with the help of mechanism 2 and transferred for conducting the following technological operations. The next heated cylinder is laid on the released mechanism 2, and the cycle is repeated.
Таким образом, .благодар тому, что уровень погр ткени баллона по его длине при закалке в зависимости от толщины стенки устанавливают пе ременньт, обеспечиваетс одинакова скорость охлаждени всех его частей, что- позвол ет повысить равномерность распределени механических свойств по длине баллона и тем самым повысит эксплуатационную надежность таких изделий ответственного назначени , которыми вл ютс сосуды высокого давлени (баллоны).Thus, thanks to the fact that the level of the cylinder loading along its length during quenching, depending on the wall thickness, sets the variable, the same cooling rate of all its parts is ensured, which makes it possible to increase the uniform distribution of mechanical properties along the length of the cylinder and thereby increase the operational reliability of such critical products, which are high pressure vessels (cylinders).
Предлагаемый и известный способы опробовывают на полупромышленнойThe proposed and known methods are tested on the pilot
установке, включающей печь дл нагрева и механизированную ванну. Дл нагрева , используют электропечь conpof тивлени с пределом рабочих температур до 1300°С. Температуру нагрева баллонов контролируют с помощью термопары ТХА, Гор чий спай которой располагают во внутренней полости баллона. В качестве вторичного прибора используют потенциометр типа КСП-3, класс точности 0,5,installation, including a stove for heating and a mechanized bath. For heating, an electric conductivity furnace is used with an operating temperature limit of up to 1300 ° C. The heating temperature of the cylinders is controlled using a thermocouple TXA, whose hot junction is located in the internal cavity of the cylinder. As a secondary device using a potentiometer type KSP-3, accuracy class 0.5,
Механизированна ванна представл ет собой резервуар с водой и кантующее устройство, предназначенное дл The mechanized bath is a water tank and a turning device designed for
, ,
toto
1515
2020
2525
30thirty
3535
м ь m
4545
50 о55 50 о55
- -
4040
вращени горизонтально расположенного издели и перемещени его в вертикальной плоскости. Температзфа во- ды в ванне 18-23°С, частота вращени баллонов 50-52 об/мин.rotating a horizontal product and moving it in a vertical plane. The temperature of the water in the bath is 18-23 ° C, the rotation frequency of the cylinders is 50-52 rpm.
С целью создани местного увеличени уровн воды в ванне на глубине 150-160 мм от зеркала ванны под днищем и горловиной баллона устанавливают патрубки с проходным сечением (диаметр) 3,5 мм дл подачи воды повышенного давлени . Регулирующие краны каждого из указанных патрубков располагают вне ванны. Пределы регулировани давлени воды, подаваемой через эти патрубки, 1-5 кгс/см. За счет регулировани давлени воды измен етс высота уровн зеркала ванны, в пределах от О до 230 мм.In order to create a local increase in the level of water in the bath at a depth of 150-160 mm from the bath mirror under the bottom and neck of the bottle, nozzles are installed with a cross section (diameter) of 3.5 mm to supply pressurized water. Regulating taps of each of these pipes are located outside the bath. The limits of pressure regulation of water supplied through these nozzles are 1-5 kgf / cm. By adjusting the water pressure, the height of the level of the bath mirror is changed, ranging from 0 to 230 mm.
Термическа обраЕэотка .включает нагрев баллонов до 870j:10 C, вьщержку в течение 20 мин, водовоздушное охлаждение в механизированной ванне с водой до температуры 600 С со скоростью 30 град/с и последующее охлаждение на воздухе. Заданный режим одинарной термической обработки (без отпуска) должен обеспечить следующее сочетание механических свойств: G gei 70 кгс/мм% G -r 42 кгс/мм2, J ь. 18%, KCV g- 8 кгс .м/см2 .The heat treatment includes heating the cylinders up to 870j: 10 C, over the course of 20 minutes, water-air cooling in a mechanized water bath to a temperature of 600 C at a speed of 30 degrees / s and subsequent air cooling. The specified mode of single heat treatment (without tempering) should provide the following combination of mechanical properties: G gei 70 kgf / mm% G -r 42 kgf / mm2, Jb. 18%, KCV g - 8 kgf. M / cm2.
Опыты провод т на углеродистых баллонах в количестве 20 шт. из стали 45 диаметром 219 мм, толщина стенки 7 мм, длина 1400 мм, максимальна толщина стенки днища и горловины 14 мм, причем переход от толщины стенки цилиндрической части баллона к максимальной толщине стенки днис;а и горловины плавный. 15 баллонов обрабатывают в соответствии с предлагаемым способом (варианты 1-3), 5 баллонов - в соответствии с известным (вариант 4).The experiments were carried out on carbon cylinders in the amount of 20 pcs. of steel 45 with a diameter of 219 mm, a wall thickness of 7 mm, a length of 1400 mm, the maximum wall thickness of the bottom and neck 14 mm, and the transition from the wall thickness of the cylindrical part of the cylinder to the maximum wall thickness of the bottoms and a throat smooth. 15 cylinders are processed in accordance with the proposed method (options 1-3), 5 cylinders - in accordance with the known (option 4).
При термической обработке по предлагаемому способу уровень погружени баллона по его длине устанавливают переменным, а именно глубину погружени цилиндрической части баллона устанавливают равной h, « 97 мм, обеспечивающую требуемую, скорость охлаждени (30 град/с) цилиндрической части баллона, с толщиной стенки So 7 мм. Глубину погружени днища и горле ЗИНЫ рассчиты-. вают из приведенного соотнощени по их максимальной толщине стенки, равной S UY 1.4 мм:During heat treatment according to the proposed method, the immersion level of the balloon is set variable along its length, namely, the immersion depth of the cylindrical part of the balloon is set to h, 97 97 mm, which provides the required cooling rate (30 degrees / s) of the cylindrical portion of the balloon, with wall thickness So 7 mm The depth of the bottom of the bottom and throat Zina calculated. from the given ratio by their maximum wall thickness, equal to S UY 1.4 mm:
16119531611953
arccosd -- е-ЛЗ, h R 1 - cos arccosd - e-LZ, h R 1 - cos
I ., Sc I., Sc
Marccosd 1-cos|L. 110 Marccosd 1-cos | L. 110
215 MM. 215 MM.
При зкалке баллон располагают таким образом-, что максимальна толщина стенки днища и горловины совпадает с максимальной высотой уровн зеркала ванны.When zkalka cylinder positioned in such a way that the maximum wall thickness of the bottom and neck coincides with the maximum height of the level of the bath mirror.
Дл всех баллонов (15 шт.), обрабатываемых по предлагаемому способу, глубина погр1 ени их цилиндрической части составл ет h 97 мм, а глубину погружени днища и горловины hu устанавливают по варианту 1 (5 баллонов) 215 мм, т.е. глубина погружени соответствует величине, рассчитанной из приведенной формулы, по варианту 2 (5 баллонов) 210 мм, т.е. глубина погружени меньше, чем рассчитанна по формуле, по варианту 3 (5 баллонов) 219 мм, т.е. глубина погружени больше, чемграссчитанна по формуле.For all cylinders (15 pcs.), Processed by the proposed method, the immersion depth of their cylindrical part is h 97 mm, and the depth of the bottom and hu neck is set according to option 1 (5 cylinders) 215 mm, i.e. immersion depth corresponds to the value calculated from the above formula, for option 2 (5 cylinders) 210 mm, i.e. immersion depth is less than calculated by the formula, for option 3 (5 cylinders) 219 mm, i.e. The immersion depth is greater than that calculated by the formula.
Термическую обработку баллонов в количестве 5 шт. с использоранием известного способа (вариант 4) осуществл ют при одинаковой глубине погружени их цилиндрической и утолщенных частей, равной 97 мм.Heat treatment of cylinders in the amount of 5 pcs. using the known method (option 4), they are carried out with the same immersion depth of their cylindrical and thickened parts equal to 97 mm.
Усредненные результаты экспериментального опробовани предлагаемого и известного способов закалки по каждому варианту приведены в таблице..The averaged results of experimental testing of the proposed and known methods of quenching for each variant are given in the table ..
Как видно из таблицы, при опробовании предлагаемого способа закалки с обеспечением переменного уровн погружени баллона по его длине, рассчитанного с помощью описанного соотношени , по всей длине разнотолщинно- го издели (в цилиндрической части 7 мм, в утолщенных част х днища.и горловины. 14 мм) получают одинаковую микроструктуру тонкопластинчатого перлита и 15-20% феррита (вариант 1), что свидетельствует о достижении однозначных скоростей охлаждени во всех част х издели . Однотипна микроструктура по длине издели обеспечивает достаточно высокую равномерность- распределени механических свойств, значени которых удовлетвор ют предъ вл емым требовани м.As can be seen from the table, when testing the proposed method of quenching with provision of a variable immersion level of the cylinder along its length, calculated using the described ratio, along the entire length of the thick-walled product (in the cylindrical part of 7 mm, in the thickened parts of the bottom and neck. 14 mm) get the same microstructure of thin lamellar pearlite and 15-20% ferrite (option 1), which indicates unambiguous cooling rates in all parts of the product. The same type of microstructure along the length of the product provides a fairly high uniformity of the distribution of mechanical properties, the values of which satisfy the requirements.
г LQ7 л1g LQ7 l1
arccosd - YJoU-IMarccosd - YJoU-IM
2020
2525
ОПри изменении уро Oh changing the level
концевых частей балл ант 2) или выше (вар нению с рассчитанным личные скорости охлаж 15 издели , в результат аустенита происходит валах температур с о личного типа ми;фостр гружении в воду по ва скорость охлажде1ш д ны приводит к увелич структуре металла кол ной составл ющей, что ни прочностных харак личивает неравномерно лени по длине баллонend parts score ant 2) or higher (varying the calculated personal speeds to cool the product 15, as a result of austenite, temperature shafts occur with personal types; loading into water by cooling speed leads to an increase in the structure of the metal of the colony component that neither the strength characteristics unevenly lazy along the length of the balloon
Скорость охла)вдеш в варианте 3, приводи в концевых част х бал 30 ных структур закалки, з.начени ударной в зк необходимость последуCooling rate in version 3, in the end portions of the ball of 30 quenching structures, meaning the impact strength
При опробовани из ба в случае погружени 35 воду на глубину 97 мм в металле цилиндричес лона достигаетс треб охлаждени 30 град/с, распад аустенита с об 40 роструктуры, идентичн получают при закалке способом - тонкопласт +15-20% феррита. Меха ства близки полученны 45 НИИ предлагаемого спо ствуют предъ вл емым Однако в утолщенных ч скорость охлаждени з требуемой, что привод 50 аустенита с образован феррито-перлитной стр кими пластическими и стными свойствами. Ми И свойства металла по 55 имеют существенную раWhen sampling from the ba in the case of immersion 35 water to a depth of 97 mm in the metal of a cylindrical metal, a cooling requirement of 30 degrees / s is achieved, the decomposition of austenite with about 40 structures is identical to that obtained by quenching by the method - thin plastic + 15-20% ferrite. The mechanisms are similar to the obtained 45 research institutes of the proposed model, however, in thickened h, the cooling rate required that the austenite drive 50 is formed with ferrite-pearlite with strict plastic and hard properties. MI And the properties of the metal by 55 have significant
Таким образом, пред соб по сравнению с из ет равномерность распр нических свойств послеThus, the comparison with the uniform distribution properties after
arccosd -- е-Лcos arccosd - e-Lcos
- I ., Sc- i., Sc
arccosd L.г LQ7 л1arccosd L. r LQ7 L1
arccosd - YJoU-IMarccosd - YJoU-IM
2020
2525
ОПри изменении уровн погружени When changing the immersion level
концевых частей баллона ниже (вариант 2) или выше (вариант 3) по сравнению с рассчитанным достигаютс различные скорости охлаждени по длине 15 издели , в результате чего распад аустенита происходит в разньк интервалах температур с образованием различного типа ми;фоструктур. При погружении в воду по варианту 2 меньша скорость охлажде1ш дшгща и горловины приводит к увеличешш в микроструктуре металла количества феррнт- ной составл ющей, что снижает значени прочностных характеристик и увеличивает неравномерность их распределени по длине баллона.the end parts of the cylinder are lower (option 2) or higher (option 3) compared to the calculated one, different cooling rates are achieved along the length 15 of the product, as a result of which the austenite disintegrates in separate temperature ranges with the formation of various types of structures; When immersed in water according to option 2, a lower cooling rate of the collar and neck leads to an increase in the ferrite component amount in the microstructure of the metal, which reduces the values of the strength characteristics and increases the irregularity of their distribution along the length of the cylinder.
Скорость охла)вдеш1 , достигаема в варианте 3, приводит к полу 1ению в концевых част х баллона промежуточ- 30 ных структур закалки, что снижает з.начени ударной в зкости и вызывает необходимость последующего отпуска.The cooling rate is achieved in option 3, which leads to the completion of intermediate quenching structures in the end portions of the balloon, which reduces the value of toughness and necessitates subsequent tempering.
При опробовани известного способа в случае погружени балло га в 5 воду на глубину 97 мм (вариант 4) в металле цилиндрической части баллона достигаетс требуема скорость охлаждени 30 град/с, обеспечивающа распад аустенита с образованием мик- 0 роструктуры, идентичной той, которую получают при закалке предлагаемым способом - тонкопластинчатьп перлит +15-20% феррита. Механические свойства близки полученным при опробова- 5 НИИ предлагаемого способа и соответствуют предъ вл емым требовани м. Однако в утолщенных част х баллона скорость охлаждени значительно ниже требуемой, что приводит к распаду 0 аустенита с образованием равновесной феррито-перлитной структуры с высокими пластическими и низкими прочностными свойствами. Микроструктура И свойства металла по длине баллона . 5 имеют существенную разницу.When testing a known method in the case of a balloon dipping into water at a depth of 97 mm (option 4), the required cooling rate of 30 degrees / s is achieved in the metal of the cylindrical part of the cylinder, ensuring the decomposition of austenite with the formation of a microstructure that is identical to hardening by the proposed method - thin plate pearlite + 15-20% ferrite. The mechanical properties are close to those obtained during testing of the proposed method and meet the requirements. However, in the thickened parts of the balloon, the cooling rate is much lower than the required one, which leads to the decomposition of 0 austenite with the formation of an equilibrium ferritic-perlitic structure with high plastic and low strength properties. Microstructure and properties of the metal along the length of the balloon. 5 have a significant difference.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным повыша ет равномерность распределени механических свойств после закалки поThus, the proposed method in comparison with the known increases the uniformity of the distribution of mechanical properties after quenching over
длине баллона, включа его днище и горловину, а следовательно, повышает эксплуатационную надежность баллонов. Это обусловлено тем, что при изменении уровн погружени баллона по его длине в соответствии с описанным соотношением создаютс услови , обеспечивающие одинаковую скорость охлаждени всех частей баллона .the length of the cylinder, including its bottom and neck, and, consequently, increases the operational reliability of the cylinders. This is due to the fact that when the immersion level of the cylinder varies along its length in accordance with the described ratio, conditions are created that ensure the same cooling rate of all parts of the cylinder.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884399533A SU1611953A1 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Method of hardening cylinders |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884399533A SU1611953A1 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Method of hardening cylinders |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1611953A1 true SU1611953A1 (en) | 1990-12-07 |
Family
ID=21364267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884399533A SU1611953A1 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Method of hardening cylinders |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1611953A1 (en) |
-
1988
- 1988-03-28 SU SU884399533A patent/SU1611953A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Технологическа инструкда по изготовлению баллонов. ТИ 227гТР.ИТ- -08-83. Ждановский металлургический комбинат им. Ильича, Жданов, 1983, с. 18-19. Авторское свидетельство СССР № 462872, кл. С 21 D 9/08, 1975. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3310850A (en) | Method and apparatus for degassing and casting metals in a vacuum | |
US11085096B2 (en) | Method for preventing cracking along the surface at the inner hole of a hollow shaft during horizontal water quenching | |
US4448610A (en) | Centrifugally cast tube of spheroidal graphite cast-iron and its method of manufacture | |
JP2022521154A (en) | Foreign matter remover on the bath surface in the hot-dip galvanizing process for steel sheets | |
AU604281B2 (en) | A method for producing non-aging hot-dip galvanized steel strip | |
CN109182658B (en) | RH refining control method and device | |
SU1611953A1 (en) | Method of hardening cylinders | |
CA2104910A1 (en) | Process and Apparatus for Vacuum Degassing Molten Steel | |
JPH05195192A (en) | Method and apparatus for carburizing steel material (cementation) in low-pressure atmosphere | |
US4640099A (en) | Process and installation for cooling a viscous and in particular food product | |
KR940003252B1 (en) | Method of continuously casting a metal and apparatus for continuously casting the same | |
US4395022A (en) | Method of and apparatus for controlled cooling of metallurgical products | |
CN212426126U (en) | Steel pipe quenching equipment | |
US4881987A (en) | Process for direct softening heat treatment of rolled wire rods | |
JPS61177324A (en) | Method and apparatus for continuously producing spheroidizing graphite cast iron pipe | |
US4340361A (en) | Apparatus for heat-treating cast iron pipes | |
CN203833981U (en) | Large-volume steel seamless gas cylinder rotating spray quenching device | |
JPH0464771B2 (en) | ||
KR101673777B1 (en) | Apparatus for achieving the uniform cryogenic treatment | |
US4575054A (en) | Apparatus for quenching steel pipes | |
KR102240648B1 (en) | Hot isostatic pressing system | |
US3963535A (en) | Method for controlling quenching | |
US4900376A (en) | Hardening a cylindrical hollow object preferably made of steel | |
US4401478A (en) | Process for the handling and heat treatment of cast iron or steel pipes and tubes | |
US3961777A (en) | Apparatus for the regulated cooling of hot objects for quenching or hardening purposes |