SU1647029A1 - Способ закалки деталей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термической обработке изделий машиностроени  и может использоватьс  при закалке роторов и валов переменного сечени . Цель изобретени  - повышение сопротивлени  стали хрупкому разрушению и однородности механических свойств стали. Ротор нагревают до температуры аустенизации, выдерживают и охлаждают в трех средах - сначала в среде с максимальной охлаждающей способностью , затем в среде с минимальной охлаждающей способностью и окончательно в среде с промежуточной охлаждающей способностью. Охлаждение в среде с минимальной охлаждающей способностью начинают после достижени  температуры Бн начала бейнитного превращени  стали на поверхности ступени наибольшего сечени  и провод т в течение времени не менее инкубационного периода бейнитного превращени  Стали, затем перед окончательным охлаждением провод т охлаждение в среде с максимальной охлаждающей способностью до достижени  температуры Бн + (200-

Description

Изобретение относитс  к термической обработке изделий машиностроени  и может использоватьс , в частности, при закалке роторов и валов переменного сечени .

Цель изобретени  - повышение сопротивлени  стали хрупкому разрушению и однородности механических свойств стали.

На чертеже изображена схема, по сн юща  способ: (сплошными лини ми приведены расчетные кривые 1-3 охлаждени  ротора из стали 35ХНЗМФА массой 11 т с диаметром бочки 660 мм и диаметрами шеек 370 мм; штриховыми лини ми - термокинетическа  диаграмма распада переохлажденного аустенита указанной стали, основные характеристики диаграммы распада аустенита - температуры начала мар- тенситного Мй и бейнитного Бн превращени ; инкубационный период бейнитного превращени  гнб ; последовательно этапы охлаждени  в средах с максимальной (I), минимальной (II), вновь максимальной (III) и промежуточной (IV) охлаждающей способност ми .

На этапе I происходит интенсивное охлаждение . На этапе II охлаждение замедл етс  и может даже происходить разогрев поверхности за счет подвода тепла из внутренних зон издели . Этап II начинаетс  после снижени  температуры поверхности Бн и продолжаетс  больше инкубационного периода бейнитного превращени  стали гнб.

Ј 3

ГО

ч

.о приводит к образованию бейнита вместо -зпенсита в поверхностной зоне издели , а также обеспечивает самоотпуск закаленной стали. Таким образом, повышаетс  однородность распределени  механических свойств в сечении и снижаетс  опасность возникновени  закалочных трещин . Этап III обеспечивает ускорение охлаждени , а следовательно, повышение во внутренних зонах сопротивлени  стали хрупкому разрушению и однородности свойств по сечению. Этот этап заканчиваетс  при достижении на оси издели  в месте наибольшего изменени  сечени  (в данном случае при переходе от бочки ротора к шейке ) температуры выше Бн на A t 200- 250° тап V обеспечивает снижение уронмп раст гивающих напр жений вследствие замедлени  охлаждени  и темпа структурных превращений стали.

Осуществление предлагаемого способа по сн етс  на примере закалки ротора массой 11 г из стали 35ХНЗМФА с охлаждени- ем в воде, масле и на воздухе (фиг.1). Предварительно расчетным путем определ ют изменение температурного пол  издели  в процессе охлаждени  при закалке. На основе сопоставлени  кривых охлаждени  с диаграммой распада переохлажденного а снзнита стали задают продолжительность dttinoo I-1V (фиг.1), которые составл ют со- 91Ботствевно 2, 15, 25 и 240 мин.

Ротпр нагревают а печи и выдерживают при 850° до прогрева всего сечени . Далее ротор перенос т в вод ной закалочный бак, где охлаждают 2 мин до достижени  поверхностью бочки температуры ниже Бн (450°С дл  стали 35ХНЗМФА). Затем ротор на 15 мин вынос т на воздух, что превышает ин- чубациончый период бейнитного превращени  П2 мин). После этого ротор 25 мин охпаждают в вод ном баке до снижени  температуры оси в месте перехода от бочки к шейке до 650°С, что на 200°С выше Бн. Окончательное охлаждение в течение 240 мин до полного завершени  распада аусте- нигз провод т в масле. Ротор, обработанный по предлагаемому способу, имеет высокое сопротивление стали хрупкому раз- пушению и однородность свойств по сечению при достаточной прочности и пластичности стали и отсутствие трещин. Механические свойства ротора, полученные при промышленном опробовании способа, приведены в таблице, где также представлены механические свойства после закалки по известному способу.

При закалке по известному способу после нагрева в печи до 850°С ротор охлаждают 4 мин в воде до достижени  на поверхности 180°С (Мн 150°С), далее 5 мин на воздухе, окончательное охлаждение провод т в масле.

Ударна  в зкость стали повышаетс  в

1.5 раза, а критическа  температура хрупкости снижаетс  на 25°С.

Использование способа закалки обеспечивает по сравнению с известными способами повышение сопротивлени 

Claims (1)

1. хрупкому разрушению, однородности механических свойств стали в сечении изделий при предотвращении закалочных трещин. Кроме того, предлагаемый способ не предусматривает многократную смену закалочных сред, за счет чего упрощаетс  управление процессом закалки и уменьшаетс  загрузка закалочного крана. Формула изобретени  Способ закалки деталей, преимуществен но крупных роторов переменного сечени , включающий нагрев до температуры аустениэации, охлаждение в трех средах, вначале в средах с максимальной, затем с минимальной и с максимальной охлаждающей способностью, окончательное охлаждение в среде с промежуточной охлаждающей способностью, отличающийс  тем, что, с целью повышени  сопротивлени  хрупкому разрушению и однородности механических свойств, охлаждение в среде с максимальной охлаждающей способностью ведут до достижени  на поверхности наибольшего сечени  детали температуры начала бейнитного превращени  Бн. в среде с

   минимальной охлаждающей способностью - в течение времени, превышающего инкубационный период бейнитного превращени , и вновь в среде с максимальной охлаждающей способностью - до достиже0 ни  на оси температуры Бн + 200-250°С.

   200

   300 Ъ.пин.