SU969753A1 - Способ термической обработки изделий - Google Patents

Способ термической обработки изделий Download PDF

Info

Publication number
SU969753A1
SU969753A1 SU803001082A SU3001082A SU969753A1 SU 969753 A1 SU969753 A1 SU 969753A1 SU 803001082 A SU803001082 A SU 803001082A SU 3001082 A SU3001082 A SU 3001082A SU 969753 A1 SU969753 A1 SU 969753A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heating
cooling
temperature
steel
product
Prior art date
Application number
SU803001082A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Вячеславович Зимин
Игорь Константинович Акимов
Георгий Федорович Головин
Игорь Ильич Пичурин
Валерий Валентинович Челышев
Валентин Васильевич Кириченко
Владимир Витальевич Тарасов
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им.В.П.Вологдина
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 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им.В.П.Вологдина filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им.В.П.Вологдина
Priority to SU803001082A priority Critical patent/SU969753A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU969753A1 publication Critical patent/SU969753A1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

Изобретение относитс  к термической обработке стали и может быть использовано преимущественно дл  термической обработки длинномерных 5 ЛИЙ из конструкционных и строительт ных сталей.
Известен способ термической обработки углеродистых сталей с целью повышени  их ударной в зкости, по Ю которому издели  4-6 раз нагревают до температуры на. 30-бО°С выше А , например 750-780°С, со скоростью 50-150°С/мин, а затем охлаждают на воздухе до температуры на 30-60 0 .j ниже Ар , например 590-610°С, окончательное же охлаждение до комнатной температуры провод т в воде или масле 1.
Недостатками способа  вл ютс  20 больша  длительность процесса термической обработки изделий, невозможность обрабатывать массивные и длинномерные издели , чрезвычайно низкие прочностные свойства обрабатываемых j изделий.
Известен сдособ термической обработки углеродистой и малолегированной стали с целью значительного повышени  прочностных свойств и получе ,ни  удовлетворительных свойств пластичности и в зкости, по которому издели  после нагрева до температур аустенизации стали резко переохлаждают в стру х жидкости до 200-500°С, подвергают скоростному нагреву до 550-700°С без выдержки и последующему ускоренному охлаждению 2.
Недостатками способа  вл ютс  невозможность обработки достаточно массивных изделий из-за значительного градиента температур, возникающего по сечению при резком струйном охлаждении; весьма низкие значени  ударной в зкости при отрицательных температурах; ограниченный сортамент сталей, которые можно обрабатывать по этому способу.

Claims (3)

  1. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ термической обработки изделий, по которому охлаждение после нагрева до температур аустенитизации осуществл ют импульсным методом с расходом жидкости ,1 MVc-M при продолжительности первого импульса, равной времени снижени  температуры внутренних слоев или центра издели  на 1%, и продолжительности последующих импульсов, равной О,.5-1,0 длительности предыдущего импульса при дли .тельности пауз между ними, равной двум продолжительност м предыдущего импуль а охлаждени . При таком охлаж дении наружные слои издели  не закаливаютс  на мартенсит, а внутренние слои или центр издели  сохран ют заданный темп охлаждени , близкий к оп тимальному 3, Недостатками известного способа  вл ютс  сравнительно невысокие значени  ударной в зкости стали при отрицательных температурах, в особен (Ности низкие значени  составл ющей ударной в зкости, соответствующей ра боте развити  трещины, а также довол но высокий температурный порог хладноломкости . Цель изобретени  - получение в из дели х Нар ду с высокими значени ми предела прочности и относительного у линени  повышенных значений ударной в зкости при отрицательных температурах , в особенности составл ющей ударной в зкости, соответствующей работе развити  трещины, существенНое повышение сопротивлени : металла хрупкому разрушению, значительное снижение температурного порога хладноломкости , а также получение высокой однородности свойств по периметру и длине изделий, снижение производственных площадей и повншение производительности процесса,. Дл  достижени  поставленной цели согласно способу термической обработки изделий, включающему индукцион ный нагрев и импульсное охлаждение, нагрев и импульсное охлаждение провод т циклически, при этом нагрев осуществл ют в интервале Ac-j-A. с постепенно снижающейс  от цикла к ци лу температурой согласно формуле (Асз-Ас-1 (i - 1)°С, У п где п - число циклов нагрева; 1 - пор дковый номер цикла, а импульсное охлаждение производ т до достижени  температуры в центре издели  в интервале Мц (М, +175°С) . Число циклов Нагрева и количеств импульсов между циклами нагрева выбирают не менее трех. Из теории металловедени  известно , что чем мельче исходное; зерно в стали, тем быстрее и полнее происход т в ней фазовые превращени  при нагреве выше А . При очень мелком зерне избыточный феррит в доэвтекто идной стали может полностью исчезнуть при температурах, значительно меньигах А дл  этой стали. В случае же многократного нагрев это превращение ускор етс  еще боль ше. Установлено, что чем больше цик лов нагрева претерпевает сталь, тем ниже может быть температурс1 последнего цикла (но не ниже А. ). Таким образом, постепенно снижающа с  температура циклического нагрева обеспечивает решение сразу двух важных задач: во-первых, отсутствует перегрев стали и происходит еще большее размельчение зерна, одновременно с чем осуществл етс  практически полна  фазова  перекристаллизаци  доэвтектоидной стали; во-вторых, благодар  этому экономитс  электроэнерги . Применение импульсного охлаждени  обеспечивает достаточно быстрый отвод тепла из всех слоев сечени , причем в наружных сло х образуетс  структура сорбита закалки, а во внутренних сло х или в центре издели  аустенит переохлаждаетс  до температуры, близкой к началу мартенситного превращени , и при последующем нагреве также распадаетс  с образованием тонкопластинчатого сорбита. В результате этого к достижению температуры А с в каждом следующем цикле нагрева все сечение издели  подходит с достаточно однородной и мелкодисперсной структурой; тем более однородной и мелкой, чем больше пор дковый номер цикла нагрева. Поэтому с каждым следующим циклом нагрева превращение исходной структуры в аустенит в интервале температур А -Т;, происходит все быстрее и полнее и дл  него требуетс  все меньша  конечна  температура нагрева Т,-. Врем  нагрева определ етс  допустимым градиентом по сечению, который должен быть как можно меньше дл  получени  наибольшей однородности аустенита по сечению издели . Размельчение зерна и повышение однородности структуры привод т к увеличению прочности и заметному возрастанию ударной в зкости изделий, что в конечном итоге приводит к повышению надежности их в работе. Изделие нагревают любым ускоренным методом до температуры стали, затем осуществл ют импульсное охлаждение его до температуры внутренних слоев или центра издели  не ниже начала мартенситного превращени  стали . После этого производ т ускоренный нагрев издели  до температуры, меньшей АСЗ, -Ас на величину п - предполагаемое число циклов нагрева , снова производ т импульсное охлаждение и т.д. Число циклов нагрева и импульсов охлаждени  может быть любым , но не меньшим трех. При числе циклов нагрева большем б эффект размельчени  зерна от каждого следующего цикла становитс  ничтожным и существенной роли не играет. Число импульсов охлаждени  должно быть тем большим, чем больше размеры издели . Окончательное охлаждение издели  производ т в зависимости от требуемых свойств; последний импульс може продолжатьс  до полного остывани  и дели  или после него производитс  вы равнивание температуры по сечению издели  и охлаждение его на воздухе или после него производитс  дополнительный нагрев до температуры не вы ше А и полное охлаждение издели  или, наконец, нагрев до температуры выше А(. (до аустенитизации стали) и последующа  закалка душем жидкости с об зательным нагревом под отпуск. На фиг. 1 -4 приведены графики зависимости температуры наружной Т„ и внутренней Tg, поверхностей труб с различнЬй толщиной стенки и из различных марок стали от времени нагрева и охлаждени  по предлагаемому способу. На фиг. 1 приведен график термиче кой обработки трубы с толщиной стенки 10 мм и из стали Acj 850-870°C, Мн 300°С, по которому изделие нагревают до температуры Ас,, 850-870°С, затем осуществл ют импульсное рхлаждение до температуры внутренних слоев или центра издели  не ниже начала мартенситного превращени  М 300°С. После этого производ т ускоренный нагрев издели  до температуры, меньшей А.. на величину in - предполагаемое число циклов нагрева (в данном случае ), снова производ т импульсное охлаждение, и т.д. После третьего цикла, в зависимости от требуемых свойств производ т окончательное охлаждение издели . Например, производ т дополнител ный нагрев до температуры не выше АС и затем полное охлаждение издели  душем малой интенсивности (кривые при этом получают повышенные прочностные характеристики стали и несколько заниженные характеристики пластичности; или последний импульс может продолжатьс  до полного остывани  издели  (кривые 2), при этом получают повышенные характеристики пластичности и ударной в зкости и несколько пониженные значени  прочности; или производ т выравнивание температуры по сечению издели  и охлаждение его на воздухе (кривые 3), при этом получают максимальные значени  пластичности и ударной в зкости при минимальных значени х прочности . На фиг. 2 изображен график термической обработки трубы с толщиной стенки 10 мм и стали с Асз 770-790°С Мн-280°С. Последовательность операций аналогична описанной дл  фиг. 1 На фиг. 3. изображен график термической обработки трубы с толщиной стенки 5 мм из стали с Ас5 850-870°С И М„ :300С. Последовательность операций аналогична описанной дл  фиг. 1. На фиг. 4 изображен график термической обработки трубы с толщиной стенки 5 мм из стали с АС 770-790°С и М„г:280°С. Последовательность операций аналогична описанной дл  фиг. 1. Экспериментально установлено, что при импульсном охлаждении наилучшие результаты од однородности, структуры и величине зерна по сечению изделий достигаютс , если температура в центре или на внутренней поверхности изделий к моменту прекращени  любого этапа импульсного охлаждени  находитс  в пределах температур от М, + 175°С до М (как показано на фиг, 1 - 4). Охлаждение ниже М недопустимо , так как приводит к образованию мартенсита, резкому повышению опасности возникновени  трещин и ухудшению свойств изделий. Охлаждение до температур, превышающих Mj + 175С, не обеспечивает получение нужной дисперсности структур перед очередным циклом нагрева и в конечном итоге существенно снижает эффективность циклического нагрева и достижение тех целей, которые указаны в формуле изобретени . Пример -1. Карты из стали 17Г2СФ, вырезанные из спиральношовных труб дигшетром 1020 мм с толщиной стенки 10 мм, подвергают циклическому нагреву и импульсному охлаждению по режиму, приведенному на фиг. 1. После нагрева карт до 850-8бО°С (А( дл  стали 17Г2СФ) осуществл ют п тиимпульсное одностороннее охлаждение душем малой интенсивности до температуры внутренней поверхности карт около 500°С. При этом во внутренних сло х обеспечиваетс  скорость охлаждени  около 40 град/с. Затем производитс  ускоренный ин .дукционный нагрев до температуры () .-(i-1), где Acj 850°C; Ал.730°С; п 3; i 2, т.е. 120 Tj 850ij- 810°С, со скоростью 60-70 град/с. Далее - вновь п тиимпульсное охлаждение; третий нагрев до температуры Т,, 850- 770°С, .четырехимпульсное охлаждение с последующим выравниванием температуры на уровне 450°С и окончательным охлаждением на воздухе (вариант 3, фиг; 1). По всему сечени1т получено зерно 12-13 балла по ГОСТ 5639-65. Свойства металла труб:(58 6570 Krc/MM ;d)o,a 35-60 кгс/м:и; О5 20-25%; 12-15 кгс м/см ; ао 4-6 кгс-м/см ; HV 180-200 к; кГС/мм , пример 2. П тицикловый нагрев до температур: 850; 025; 800; 775; 750С и такое же, как в первом i примере, охлаждение позвол ют получить (на картах из стали :17Г2СФ) зерно 13-14 балла и следующие свойства: бд 70-75 кгс/мм ;(3о7 62 .67 кгс/мм ;А 22-25% 13 18 кгс-м/см }а- ° 5,5-8,0 кгс-м/см; ; HV 190-210 кгс/мм;. Пример 3. П тицикловый нагрев и применение в качестве окончательной операции закалки от температуры АС и отпуска при 650°С позво л ют на картах из стали 17Г2СФ получить следующие свойства: tf- 80 85 кгс/мм-; боа 70-75 кгс/мм ; 18-22%; кгс-м/CM f кгс.м/см2-;НУ 230-270 кгс7мм П р и м е р , 4. Сталь 25. Патрубки , вырезанные из труб дис1метром 168 мм с толщиной стенки 5 мм, подвергают циклическому нагреву и импульсному охла-ждению по режиму, приведенному на фиг. 3. . Последовательный нагрев до температуры 850, 810, 770°С, трехимпуль ное охлаждение циклами нагрева нагрев до 730°С, закалка душем и от пуск при позвол ют получить в патрубках зерно 10-11 балла и свойCTBa:d e , 70-75 кгс/мм -; оп 60 65 jcrc/мм ; /5 18-22%; а . g 13 кгс-м/см ; HV 220-260. кгс/мм. Чем больше углерода в стали, тем уже температурный интервал циклического нагрева, тем быстрее осуществл ютс  операции циклического нагрева и импульсного охлаждени  (фиг. 2 и 4). Применение предлагаемого способа циклического нагрева с промежуточным ,, импульсным охлаждением позвол ет существенно повысить ударную в зкост в особенности ее составл ющую, соответствующую работе развити  трещины и тем самым увеличить сопротивление металла издели  хрупкому разрушению, заметно снизить температурный порог хладноломкости, а также достичь более высокого уровн  прочности и пластичности изделий. Формула изобретени  1. Способ термической обработки изделий, включающий индукционный нагрев и импульсное охлаждение, о т лича ощийс  тем, что, с целью повышени  ударной в зкости при сохранении прочности, нагрев и импульсное охлаждение провод т циклически, при этом нагрев осуществл ют в интервале А -А(,, с постепенно снижающейс  от цикл а к циклу температурой согласно формуле Ac-j-Ac-t - 1)°с, А -( где п - число циклов нагрева-;i , - пор дковый номер цикла, а импульсное охлаждение производ т до достижени  температуры в центре издели  Мц -(MH 4 , 2, Способ доп., отличающийс  тем, что число циклов нагрева и количество импульсов между Циклами нагрева выбирают не меньше трех. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 459518, кл. С 21 D 1/00, .
  2. 2.Авторское свидетельство СССР № 252380, кл. С 21 D 9/52, 1969.
  3. 3.Авторское свидетельство СССР № 662598, кл. С 21 D 1/10,,1979.
    Snuff/
    Тцик/г
    20 25 36
    itO
    Врем  Тс Фиг.
SU803001082A 1980-11-03 1980-11-03 Способ термической обработки изделий SU969753A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803001082A SU969753A1 (ru) 1980-11-03 1980-11-03 Способ термической обработки изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803001082A SU969753A1 (ru) 1980-11-03 1980-11-03 Способ термической обработки изделий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU969753A1 true SU969753A1 (ru) 1982-10-30

Family

ID=20924884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803001082A SU969753A1 (ru) 1980-11-03 1980-11-03 Способ термической обработки изделий

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU969753A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561611C2 (ru) * 2013-12-03 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") Способ термообработки изделий из конструкционных сталей
RU2608116C2 (ru) * 2015-06-24 2017-01-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) Способ управления механическими свойствами среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561611C2 (ru) * 2013-12-03 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") Способ термообработки изделий из конструкционных сталей
RU2608116C2 (ru) * 2015-06-24 2017-01-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) Способ управления механическими свойствами среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2590546A (en) Heat-treatment of irregular metallic objects
US3907614A (en) Bainitic ferrous alloy and method
JP2017526818A (ja) 高強度鋼片の製造方法
CN109022705A (zh) 高锰钢铸造斗齿的热处理方法
US3337376A (en) Method of hardening hypereutectoid steels
SU969753A1 (ru) Способ термической обработки изделий
US3692591A (en) Method for effecting the rapid heat-treatment of steel plate
US3895972A (en) Thermal treatment of steel
US3826694A (en) Thermal treatment of steel
JPS63274713A (ja) 棒状部品類の熱処理方法
US3711342A (en) Method of heat treating steel strip
US2290546A (en) Apparatus for heat treating steel stamp blanks
JPH0361327A (ja) 歯車の熱処理方法
RU2082768C1 (ru) Способ термической обработки листовой малоуглеродистой стали
JPS648051B2 (ru)
US3167460A (en) Method of surface-hardening steel workpieces in the form of bodies of revolution
SU990836A1 (ru) Способ изготовлени труб из низкоуглеродистой стали
RU2010868C1 (ru) Способ термической обработки изделий
SU815049A1 (ru) Способ термической обработки ста-лЕй МАРТЕНСиТНОгО КлАССА
JPS61127812A (ja) 鋼の熱処理方法
SU444831A1 (ru) Способ азотировани мартенсито-стареющей стали
RU2231563C1 (ru) Способ термической обработки изделий из низко- и среднеуглеродистых нелегированных и малолегированных сталей
JPS589929A (ja) 冷間ピルガ−圧延機用ロ−ルダイスの熱処理方法
JP2023061553A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼素材の製造方法
US996558A (en) Method of making armor-plate.