SU1764968A1 - Process of restoring cylindrical long parts - Google Patents

Process of restoring cylindrical long parts Download PDF

Info

Publication number
SU1764968A1
SU1764968A1 SU894778676A SU4778676A SU1764968A1 SU 1764968 A1 SU1764968 A1 SU 1764968A1 SU 894778676 A SU894778676 A SU 894778676A SU 4778676 A SU4778676 A SU 4778676A SU 1764968 A1 SU1764968 A1 SU 1764968A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
products
hardness
wear resistance
annealing
Prior art date
Application number
SU894778676A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тамара Семеновна Скобло
Виталий Константинович Триполко
Александр Иванович Сидашенко
Анатолий Григорьевич Тридуб
Иван Никитич Невкапса
Владимир Иванович Савустянов
Нелли Дмитриевна Бойко
Юрий Семенович Скобло
Петр Степанович Сыромятников
Original Assignee
Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства filed Critical Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства
Priority to SU894778676A priority Critical patent/SU1764968A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1764968A1 publication Critical patent/SU1764968A1/en

Links

Abstract

Использование: машиностроение и турбостроение, в частности изготовление и восстановление бывших в эксплуатации деталей турбин из сталей перлитного класса . Сущность изобретени : дл  повышени  износостойкости и коррозионной стойкости изделий, работающих при температурах выше 400°С, перед электроискровым легированием производ т предварительный отжиг дл  сн ти  напр жений и стаби- лизации структуры и шлифовку дл  удалени  дефектного сло , после чего наращивают изношенный слой до требуемых размеров, а затем нагревают и обкатывают . 1 ил., 2 табл.Usage: mechanical engineering and turbine construction, in particular the manufacture and restoration of used parts of turbines made of pearlitic steel. SUMMARY OF THE INVENTION: To increase wear resistance and corrosion resistance of products operating at temperatures above 400 ° C, prior to electric spark doping, preliminary annealing is performed to relieve stresses and stabilize the structure and to grind to remove the defective layer, after which the worn out layer is increased to the required dimensions, and then heated and rolled. 1 dw., 2 tab.

Description

fefe

Изобретение относитс  к машиностроению и ремонту сельскохоз йственной техники , в частности к способам восстановлени  цилиндрических длиномерных изделий из сталей перлитного класса.The invention relates to the engineering and the repair of agricultural machinery, in particular, to methods of restoring cylindrical length-dimensional products from pearlite steel.

Известен способ восстановлени  деталей машин, заключающийс  в нанесении материала электроискоровым легированием на восстанавливаемую поверхность детали , при котором дл  повышени  качества и точности восстанавливаемых поверхностей нанос т карбиды тугоплавких металлов заданной величины и сплошности, затем подвергают электромеханической обработке твердосплавными роликами, при этом давление роликов на деталь составл ет 500- 550 МПа.A known method of repairing machine parts consists in applying a material with an electric-spark doping on the surface being repaired, in which, to improve the quality and accuracy of the surfaces being repaired, carbides of refractory metals of a given size and continuity are applied, then subjected to electromechanical treatment with carbide rollers; em 500-550 MPa.

Этот способ предусматривает восстановление поверхности детали с формированием множества тугоплавких частиц на поверхности после их вдавливани  в основной , металл с последующей обкаткой роликами .This method involves the restoration of the surface of the part with the formation of a multitude of refractory particles on the surface after they are pressed into the base metal, followed by rollers.

Недостатком данного способа  вл етс  разогрев поверхностного сло  при электроконтактном воздействии до 700-1000°С, что приводит к изменению свойств сердцевины и потере устойчивости, при эксплуатации длиномерной детали типа шток. Кроме того, твердые сплавы  вл ютс  дорогими и дефицитными дл  восстановлени  деталей в услови х ремонтного производства.The disadvantage of this method is the heating of the surface layer under the electrocontact exposure up to 700-1000 ° C, which leads to a change in the properties of the core and loss of stability when operating a long-length rod-type part. In addition, hard alloys are expensive and scarce to repair parts in repair production conditions.

Другой способ восстановлени  поверхности , более близкий по технической сущности к предлагаемому,  вл етс  прототип и состоит в электроискровом легировании с последующей поверхностно-пластической деформацией. В соответствии с этим способом после электроискорового легировани  поверхности деталей(валы,оси и др.) производитс  их обработка стальным шариком при нагрузке 345 Н с целью повыVJAnother method of surface restoration, closer in technical essence to the proposed one, is a prototype and consists of electrospark doping followed by surface plastic deformation. In accordance with this method, after the electromotive alloying of the surface of the parts (shafts, axles, etc.), they are processed with a steel ball under a load of 345 N in order to increase

Os Os

Ю О 00S O 00

шени  усталостной прочности легированных электроискровым способом длиномер- ных изделий. Поверхностно-пластическа  деформаци  повышает твердость и износостойкость изделий.length-dimensional products doped by the electrospray method. Surface plastic deformation increases the hardness and wear resistance of products.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что при эксплуатации изделий в диапазоне температур 400-550°С происходит процесс разупрочнени  из-за рекристаллизации упрочненного сло , что способствует снижению твердости, износостойкости и коррозионной стойкости поверхности. Снижение износостойкости и коррозионной стойкости изделий в процессе эксплуатации приводитх задирам, наварам металла и потере формы. В результате имеет место заклинивание деталей в процессе эксплуатации.The disadvantage of this method is that during operation of products in the temperature range of 400-550 ° C, a softening process occurs due to the recrystallization of the hardened layer, which contributes to a decrease in hardness, wear resistance and corrosion resistance of the surface. Reduced wear resistance and corrosion resistance of products during operation leads to scuffing, metal welds and loss of shape. As a result, there is a jamming of parts during operation.

Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости и коррозионной стойкости изделий, работающих при температурах выше 400°С.The aim of the invention is to increase the wear resistance and corrosion resistance of products operating at temperatures above 400 ° C.

Это достигаетс  тем, что при восстановлении длиномерных изделий из сталей перлитного класса перед электроискровым легированием производ т предварительный отжиг дл  сн ти  напр жений и стаби- лизации структуры, шлифовку дл  удалени  дефектного сло , после чего наращивают изношенный слой до требуемых размеров, а затем нагревают и обкатывают. При этом температуру стабилизирующего отжига выбирают в соответствии с выражениемThis is achieved by the fact that when lengthy products made of pearlite steel are restored, electric annealing is performed prior to electrospark alloying to relieve stresses and stabilize the structure, grind to remove the defective layer, then build up the worn out layer to the required size, and then heat run in. The temperature of the stabilizing annealing is chosen in accordance with the expression

toTx tn п п - К 49,toTx tn pn - K 49,

а подогрев изделий перед обкаткой производ т до температуры, превышающей температуру эксплуатации, но ниже температуры технологического отпуска.and the preheating of the products before the run-in is carried out to a temperature exceeding the operating temperature but lower than the temperature of the technological holiday.

Восстановление цилиндрических длиномерных изделий из сталей перлитного класса осуществл етс  по следующей технологии: стабилизирующий отжиг при температуреThe restoration of cylindrical lengthy articles of pearlitic steel is carried out according to the following technology: stabilizing annealing at a temperature

1отж tn п п - К Но,49;1tzh tn pn - K Ho, 49;

шлифовка дл  удалени  наваров и ржавчины;grinding to remove fodder and rust;

наращивание изношенного сло  до требуемых размеров путем электроискорового легировани ;build-up of the worn layer to the required dimensions by electro-spark doping;

подогрев до температуры выше температуры эксплуатации, но ниже температуры технологического отпуска;heated to a temperature above the temperature of operation, but below the temperature of the technological holiday;

последующа  обкатка поверхности по предлагаемому способу.subsequent surface rolling on the proposed method.

Пример. Проведены испытани  предлагаемого способа восстановлени  стальных изделий (см. акт испытаний).Example. Testing of the proposed method for the recovery of steel products was carried out (see test report).

Дл  сравнени  исследовали восстановленный слой на стальных издели х, полученных при обработке двум  различных способами.For comparison, the reduced layer was studied on steel products obtained by processing in two different ways.

Первый способ (способ-прототип) - восстановление сло  электроискоровым легированием стальных изделий по режиму: энерги  разр да 0,1 Дж, частота следовани  импульсов 100 Гц (легирующий электрод 0 сталь 40x13), обкатка шариком с усилием 345 Н.The first method (prototype method) is to restore the layer with an electric spark alloying of steel products according to the mode: the discharge energy is 0.1 J, the pulse repetition rate is 100 Hz (the alloying electrode is 0 steel 40x13), the ball is run-in with a force of 345 N.

Второй способ (предлагаемый) - отжиг при температуре Ьтж tH.n.n. - К- Нр,49 520°С, механическа  обработка (шлифовка),The second method (proposed) is annealing at a temperature of L h tH.n.n. - К-Нр, 49 520 ° С, mechanical processing (grinding),

5 электроисковое легирование стальных изделий по режиму; энерги  разр да 0,1 Дж, частота следовани  импульсов 100 Гц (легирующий электрод - сталь 40x13), нагрев в печи до температуры 500°С, обкатка шари0 ком с усилием 345 Н. Дл  испытани  использовали образцы из сталей 251МФ и 20XIMIOTP цилиндрической формы, имитирующие шток узла парораспределени  турбины типа К-300-240 и К-500-240.5 electric alloy alloying of steel products according to the mode; the energy of the discharge is 0.1 J, the pulse frequency is 100 Hz (the alloying electrode is steel 40x13), heated in a furnace to a temperature of 500 ° C, tested with a ball with a force of 345 N. For the test, samples of cylindrical 251 MF and 20XIMIOTP steels were used, imitating the steam distribution node of the turbine of the type K-300-240 and K-500-240.

5Образцы, обработанные по первому и5 Samples processed according to the first and

второму способу, испытывали в лабораторной муфельной печи типа МП-2УМ при температуре 550°С (соответствует температуре эксплуатации деталей парораспределени  вthe second method was tested in a MP-2UM type laboratory muffle furnace at a temperature of 550 ° C (corresponding to the operating temperature of the steam distribution components in

0 турбинах типа К-300-240 и К-500-240 в течение 1000ч).0 K-300-240 and K-500-240 type turbines for 1000 hours).

На образцах измер ли твердость и глубину упрочненного сло  до и после испытаний . Проводили также испытани  на износThe hardness and depth of the hardened layer were measured on the samples before and after testing. We also conducted wear tests.

5 и коррозионную стойкость. Данные испытаний приведены в табл. 1.5 and corrosion resistance. Test data are given in table. one.

Испытани  показали, что твердость и износостойкость образцов, восстановленных по известному способу, в процессе экс0 плуатации уменьшаютс , имеет место привес и обнаружены следы коррозии. Твердость же и износостойкость образцов, восстановленных по предлагаемому способу , после 1000 часов испытаний остались наTests have shown that the hardness and wear resistance of specimens recovered by a known method are reduced in the course of operation, there is a gain and traces of corrosion are found. The hardness and wear resistance of the samples, restored by the proposed method, after 1000 hours of testing remained on

5 прежнем уровне, коррозии и привеса образцов не отмечено. Следовательно, восстанов- ленный слой на стальных издели х, полученных при обработке по за вл емому способу, т.е. с применением стабилизирую0 щего отжига при температуре, вычисленной по предлагаемой формуле и равной 520°С (tH п п. 660°С и К 0,35), шлифовки, электроискорового легировани  с последующим подогревом до 500°С и обкаткой. После дли5 тельной выдержки при температуре 550°С обеспечиваетс  посто нна  твердость, высока  износостойкость и коррозионна  стойкость поверхности изделий за счет формировани  ориентированных стабильных карбидных и карбонитридных фаз. При такой обработке сохран етс  стабильна  структура сердцевины штока, что обеспечивает его упругие свойства в эксплуатации.5, the level of corrosion and weight gain of the samples was not observed. Consequently, the reduced layer on steel products obtained by processing according to the claimed method, i.e. with the use of stabilizing annealing at a temperature calculated by the proposed formula and equal to 520 ° C (tH p n. 660 ° C and K 0.35), grinding, electrofusion doping, followed by heating to 500 ° C and running. After a long exposure at a temperature of 550 ° C, a constant hardness is ensured, the wear resistance and the corrosion resistance of the surface of the products are high due to the formation of oriented stable carbide and carbonitride phases. This treatment maintains a stable structure of the core of the stem, which ensures its elastic properties in operation.

На чертеже представлена структура восстановленного сло , полученна  по известному и за вл емому способам.The drawing shows the structure of the restored layer obtained by the known and claimed methods.

Результаты испытаний.Test results

Повышение коррозионной стойкости изделий, восстанавливаемых по предлагаемому способу, объ сн етс  тем, что обкатка изделий, предварительно нагретых до температуры выше 400°С, но ниже температуры эксплуатации (550°С), по сравнению с обкаткой по холодной поверхности либо по поверхности, нагретой в процессе сопутствующего нагрева при электроискором легировании (150-250°С), обеспечивает формирование наиболее плотной структуры без дефектов (пор, микротрещин).The increase in corrosion resistance of products restored by the proposed method is due to the fact that the run-in of products previously heated to a temperature above 400 ° C, but lower than the operating temperature (550 ° C), as compared to running on a cold surface or surface heated in the process of concomitant heating with an electric doping alloy (150-250 ° C), ensures the formation of the most dense structure without defects (pores, microcracks).

Статически установлено, что число дефектов без предварительного подогрева достигает 9-14к шт./см2, а с подогревом - практически отсутствует, не превышает 1-2 шт./см .It is statically established that the number of defects without preheating reaches 9-14k pcs./cm2, and with heating it is practically absent, does not exceed 1-2 pcs./cm.

Проведение предварительного стабилизирующего отжига, учитывающего состо ние рабочей поверхности, уровень ее твердости, а также сохранение свойств сердцевины обеспечивают необходимый уровень качества наращиваемого сло  при восстановлении длиномерных деталей.Conducting a preliminary stabilizing annealing, taking into account the state of the working surface, the level of its hardness, as well as the preservation of the properties of the core, provide the necessary level of quality of the growing layer when restoring long parts.

Оптимальные качественные показатели , обеспечивающие сн тие напр жений и стабилизацию структуры, достигаютс  при дифференцированном подходе к выбору коэффициента , характеризующего температурную поправку, учитывающую вли ние твердости. Установлено, что коэффициент К дл  уровн  твердости НлД49, находитс  в пределах 0,15-0,85°С/ед. твердости.Optimal quality indicators that provide for stress relief and structure stabilization are achieved with a differentiated approach to the choice of a coefficient characterizing the temperature correction, taking into account the effect of hardness. It is established that the coefficient K for the hardness level NLD49 is in the range of 0.15-0.85 ° C / unit. hardness

В табл. 2 даны значени  К дл  различного уровн  твердости, который измен етс  в зависимости от степени износа упрочненного сло .In tab. Table 2 gives K values for different levels of hardness, which vary with the degree of wear of the hardened layer.

Пример. Температура предварительного отжига восстанавливаемых деталей из стали 20XIMIOTP с поверхностной твердостью после выхода из эксплуатации, равной Нф °-49 400, составитExample. The temperature of the preliminary annealing of the restored parts made of steel 20XIMIOTP with a surface hardness after decommissioning equal to Nf ° -49 400, will be

Тстж 660 - 0,35-400 520°С.Тстж 660 - 0,35-400 520 ° С.

При этой температуре отжига обеспечивает при наращивании высокое качество переходного сло , отсутствуют дефекты (поры, трещины и др.). Уровень достигаемых свойств при испытани х на стабильность твердости и коррозионна  стойкость приведены в табл.1.At this annealing temperature, when building, it provides high quality transition layer, there are no defects (pores, cracks, etc.). The level of achievable properties in tests for hardness stability and corrosion resistance are given in Table 1.

Технические преимущества за вл емого способа следующее:The technical advantages of the inventive method are as follows:

восстановление изделий, бывших в эксплуатации;restoration of used products;

обеспечивание стабильной износостойкости и коррозионной стойкости восстановленных изделий, работающих при температуре выше 400°С, на прот жении всего периода эксплуатации;ensuring stable wear resistance and corrosion resistance of reconditioned products operating at temperatures above 400 ° C for the entire period of operation;

- увеличение срока службы восстановленных изделий.- increase the service life of recovered products.

Экономический эффект от внедрени  за вл емого способа составл ет 118,8 тыс. рублей в год в расчете на одну турбину К- 500-240.The economic effect from the implementation of the claimed method is 118.8 thousand rubles per year per K-500-240 turbine.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ восстановлени  цилиндриче- ских длиномерных изделий, включающий электроискоровое легирование и обкатку поверхности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости и коррозионной стойкости изделий, работающих при температурах выше 400°С, перед элек- троискоровым легированием производ т предварительный отжиг дл  сн ти  напр жений и стабилизации структуры и шлифовку дл  удалени  дефектного сло , а перед обкаткой осуществл ют подогрев изделий до температуры ниже температуры технологического отпуска, при этом температуру выше упом нутого предварительного отжига выбирают в соответствии с выражением A method of restoring cylindrical lengthy products, including electric-spark doping and running in a surface, characterized in that, in order to increase the wear resistance and corrosion resistance of products operating at temperatures above 400 ° C, a preliminary annealing is performed to remove heat and stabilization of the structure and grinding to remove the defective layer, and before the run-in, the products are heated to a temperature below the tempering temperature, while the temperature the aura of the above mentioned pre-annealing is chosen according to the expression tn.n.n. - К ,49,  tn.n.n. - K, 49, где готж - температура предварительного отжига, °С;where gotzh - temperature of preliminary annealing, ° С; tH.n.n. температура начала падени  твердости;tH.n.n. temperature of onset of falling hardness; Н,о,49 микротвердость изношенной поверхности;H, o, 49 microhardness of the worn surface; К - температурна  поправка, учитываю- ща  вли ние твердости, °С/ед. твердости.K - temperature correction, taking into account the effect of hardness, ° C / unit. hardness Износостойкость образцов до испытаний (при 550°С - 1000 ч) прин та за 1. The wear resistance of the samples before the test (at 550 ° С - 1000 h) was taken as 1. Температурна  поправка (К) дл  различных значений микротвердостиTemperature correction (K) for various microhardness values аbut Таблица 1Table 1 Таблица 2table 2 5five
SU894778676A 1989-11-15 1989-11-15 Process of restoring cylindrical long parts SU1764968A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894778676A SU1764968A1 (en) 1989-11-15 1989-11-15 Process of restoring cylindrical long parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894778676A SU1764968A1 (en) 1989-11-15 1989-11-15 Process of restoring cylindrical long parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1764968A1 true SU1764968A1 (en) 1992-09-30

Family

ID=21489694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894778676A SU1764968A1 (en) 1989-11-15 1989-11-15 Process of restoring cylindrical long parts

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1764968A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1532264,кл. В 23 Р 39/00,1988. Электронна обработка материалов, 1974, №3, с. 32-35. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roberts Effect of transformation substructure on the strength and toughness of Fe− Mn alloys
CA1177369A (en) Process for the improved heat treatment of steels using direct electrical resistance heating
EP0193094A2 (en) Rolling element bearing member
JP5105235B2 (en) Mold quenching method
Lopez et al. Effect of fatigue damage on static and dynamic tensile behaviour of electro‐discharge machined Ti‐6Al‐4V
SU1764968A1 (en) Process of restoring cylindrical long parts
CN108588540A (en) Nuclear power is forged with 1Cr15Ni36W3Ti alloys, rolls bar manufacturing method
JPH0559168B2 (en)
JP4016721B2 (en) Seamless steel pipe manufacturing method
JP2614653B2 (en) Manufacturing method of carburized parts with little heat treatment distortion
JPH11226614A (en) Method for improving service life of mandrel bar for manufacturing hot seamless steel tube
Crane et al. Fracture toughness of high speed steels
CN109055701B (en) Heat treatment method of extrusion needle
GB2060000A (en) Method of treating tool steel die materials
JPH0577741B2 (en)
JP2876259B2 (en) Roll for scale breaker
SU1186663A1 (en) Method oof reconditioning cld-rlling mill rolls
CN1014821B (en) Process for increasing pre-loading bearing precision
SU1625647A1 (en) A method of restoring parts
Lindemann et al. Influence of Shot Peening and Deep Rolling on High Temperature Fatigue of the Ni‐Superalloy Udimet 720 LI
Tumuluru The effects of steel cleanliness and inclusions on the sulfide stress corrosion cracking of AISI 4137-H steel
Prümmer et al. The Improvement of Fatigue Strength of Steel by Thermomechanical Surface Treatment
Leskovsek et al. The influence of fracture toughness on the fine blanking tools life
JP2006283049A (en) Method for producing steel material
JP2914133B2 (en) Forging die with excellent heat check resistance and plastic flow resistance