SU490847A1

SU490847A1 - The method of heat treatment of steel products

Info

Publication number: SU490847A1
Application number: SU2001990A
Authority: SU
Inventors: Георгий Петрович Федорцев-Лутиков; Николай Евгеньевич Карский; Всеволод Степанович Власов; Израиль Аркадьевич Шульман; Татьяна Михайловна Сорокина
Original assignee: Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения
Priority date: 1974-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1975-11-05

Description

Изобретение относитс к области термической обработки крупногабаритных сосудов и касаетс термической обработки стальных изделий применительно к толстостенным сосудам с патрубками.The invention relates to the field of heat treatment of large vessels and relates to the heat treatment of steel products in relation to thick-walled vessels with nozzles.

Известен способ термообработки изделий, включающий объемную закалку с отпуском и дополнительный местный нагрев в зоне концентрации напр жений.There is a method of heat treatment of products, including bulk tempering with tempering and additional local heating in the stress concentration zone.

Известный способ использует местный высокочастотный отпуск с целью создани - «м гкого сло в местах наибольших концентраций напр жени .The known method uses local high-frequency tempering in order to create a “soft layer in places of greatest stress concentrations.

Этот способ предусматривает дл деталей дополнительный отпуск ТВЧ мест (надрезы, галтели, отверсти ) наибольшей концентрации напр жений, возникающих после закалки и низкого отпуска, но при этом не обеспечивает различные по сечению издели свойства сопротивл емости пластической деформации.This method provides for additional details of high-pressure places (cuts, fillets, holes) for the parts with the highest concentration of stresses that occur after quenching and low tempering, but it does not provide plastic deformation resistance properties that differ in cross-section of the product.

Известный способ термической обработки не позвол ет получить высокую конструктивную прочность в зоне патрубков (в зоне концентрации напр жений) крупногабаритных и толстостенных изделий, поскольку не обеспечиваетс , необходимый градиент температур по сечению в этой зоне вследствие высокой теплопроводности металла.The known method of heat treatment does not allow to obtain high structural strength in the nozzle zone (in the stress concentration zone) of large and thick-walled products, since the necessary temperature gradient over the cross section in this zone is not ensured due to the high thermal conductivity of the metal.

Целью изобретени вл етс повышениеThe aim of the invention is to increase

конструктивной прочности толстостенных сосудов высокого давлени , имеющих патрубки.structural strength of thick-walled high pressure vessels with nozzles.

Дл достижени поставленной цели предложено производить циклический индукционный импульсный нагрев зоны перехода цилиндрической поверхности корпуса к патрубку до температур, превыщающих температуру предварительного отпуска издели , но ниже точки Aci на 20-30°С. Така обработка эквивалентна длительной выдержке зоны концентрации напр жений при резком градиенте температур по толщине издели , при этом температура нагрева последующих слоев (по толщине) издели не превышает температуры предварительного объемного отпуска.To achieve this goal, it has been proposed to perform cyclic induction pulse heating of the transition zone of the cylindrical surface of the housing to the nozzle to temperatures exceeding the temperature of the preliminary tempering of the product, but below the Aci point by 20-30 ° C. Such processing is equivalent to a long exposure of the stress concentration zone at a sharp temperature gradient over the product thickness, while the heating temperature of the subsequent layers (thickness) of the product does not exceed the temperature of the preliminary volume tempering.

Таким образом, наружный слой металла, подвергнутый нагреву в заданно.м интервале температур в течение определенного промежутка времени, обладает меньшим сопротивлением пластической деформации, чем металл, прилежащий к этому слою, что в конечном итоге приводит к повышению несущей способности издели в целом за счет сн ти пика напр жений путем их перераспределени .Thus, the outer layer of metal, subjected to heating in a given m temperature range for a certain period of time, has less resistance to plastic deformation than the metal adjacent to this layer, which ultimately leads to an increase in the bearing capacity of the product as a whole due to these voltage peaks by redistributing them.

Описываемый способ осуществл ют в следующей последовательности: после проведени закалки (нормализации) с отпуском издели в целом зона концентрации напр жений подвергаетс дополнительному местному OTnycK vThe described method is carried out in the following sequence: after quenching (normalizing) with the release of the product as a whole, the stress concentration zone is subjected to additional local OTnycK v

при использовании индукционных средствwhen using induction means

нагрева, причем этот локальный отпуск проводитс импульсами по определенному заданному циклу при температуре, превышающей температуру предварительного отпуска издели , но ниже Aci на 20-30°С у поверхности и не выше температуры предварительного объемного отпуска на заданной глубине у границы разупрочн емого сло .heating, and this local tempering is carried out by pulses at a certain predetermined cycle at a temperature exceeding the temperature of the preliminary tempering of the product, but lower than Aci by 20-30 ° C at the surface and not higher than the temperature of the preliminary volume tempering at a given depth near the boundary of the softened layer.

На индуктор, установленный в местах концентрации напр жений, подают электроэнергию и предварительно нагревают зону до температуры , исключающей недопустимые термические напр жени при последующем импульсном нагреве. Затем температуру поверхностного сло довод т до предельной заданной величины и импульсами (продолжительность и количество которых подбираетс экспериментально ) поддерживают посто нной до тех пор, пока из-за высокой теплопроводности металла на заданной глубине не будет достигнута температура предварительного объемного отпуска. Тогда индуктор отключают , а изделие охлаждаетс почти до ком«атной температуры. Затем цикл повтор ют, и обрабатываемый слой металла получает импульсами очередную дозу тепла.An inductor, installed in places of concentration of voltages, is supplied with electric energy and is preheated to a zone at a temperature that prevents unacceptable thermal voltages during subsequent pulsed heating. Then the temperature of the surface layer is brought to the limit of a given value and the pulses (the duration and number of which is chosen experimentally) are kept constant until the temperature of the preliminary volume tempering is reached at the specified depth due to the high thermal conductivity of the metal. The inductor is then disconnected, and the product is cooled almost to a com at a temperature. Then the cycle is repeated, and the treated metal layer receives pulses of the next dose of heat.

Способ опробован на стальных образцах с концентратором напр жени , которые были выполнены в виде плит длиной 600 мм, шириной 135 мм, толщиной 30 мм с отверстием в середине диаметром 30 мм.The method was tested on steel samples with a stress concentrator, which were made in the form of plates 600 mm long, 135 mm wide, 30 mm thick, with a hole in the middle with a diameter of 30 mm.

Местна термическа обработка проводилась в соответствии с предложенным способом:Local thermal treatment was carried out in accordance with the proposed method:

- нагрев узкой кромки отверсти плоского образца до температуры на 20-30°С ниже критической с последующей циклической выдержкой при этой температуре;- heating the narrow edge of the flat sample hole to a temperature that is 20-30 ° C below the critical one, followed by cyclic exposure at this temperature;

- циклическа выдержка узкой кромки отверсти при температуре ниже критической на 20-30°С импульсами (продолжительность их составл ет 3/4 времени), которые чередуютс с паузами (при температуре отпуска) продолжительностью в 1/4 времени от периода одного цикла выдержки.- cyclic holding of the narrow edge of the hole at a temperature below the critical one by 20-30 ° C pulses (their duration is 3/4 time), which alternate with pauses (at the tempering temperature) with a duration of 1/4 time from the period of one holding cycle.

Циклическа выдержка необходима в св зи с тем, что металл вне узкой кромки, температура которой находитс в пределах на 20- 30°С ниже критической, не должен нагреватьс выше температуры установленного отпуска дл вз той марки стали.Cyclic holding is necessary because the metal outside the narrow edge, the temperature of which is in the range of 20-30 ° C below the critical, should not be heated above the temperature of the set tempering for the selected steel grade.

Термическа обработка зоны концентрации напр жени предложенным способом повысила стойкость образцов примерно на 10%.The thermal treatment of the stress concentration zone by the proposed method increased the resistance of the samples by about 10%.

Применительно к крупногабаритным, толстостенным сосудам давлени с патрубками способ термической обработки позвол ет получить больший эффект.With respect to large-sized, thick-walled pressure vessels with nozzles, the heat treatment method allows to obtain a greater effect.

Предмет изобретени Subject invention

Способ термической обработки стальных изделий, включающий объемную закалку с отпуском и дополнительный местный индукционный нагрев в зоне концентрации напр жений , отличающийс тем, что, с целью повышени конструктивной прочности толстостенных сосудов высокого давлени , имеющих патрубки, производ т циклический индукционный нагрев импульсами зон перехода к патрубку до температуры, превышающей температуру объемного отпуска издели , но ниже точки Aci на 20-30°С.The method of heat treatment of steel products, including volumetric hardening with tempering and additional local induction heating in a stress concentration zone, characterized in that, in order to increase the structural strength of thick-walled high-pressure vessels with nozzles, cyclical induction heating of the transition zones of the transition zone is performed to a temperature exceeding the temperature of the bulk leave of the product, but below the Aci point by 20-30 ° C.