Способ упрочнения малоуглеродистой стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ый комитет сссРРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ УДАРС а юотенци-. дами61) 85073521) 3340462/22-02(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени гидромелиоративнинститут(54) (57) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ по авт.свР 850735, о т л и ч а ю щ и й с я80,1011726 АС 23 С 11/ОО; С 213 Г 1,О 8 тем, что, с целью интенсификациипроцесса и снижения энергозатрат,дополнительно создают разность потенциалов между графитовыми электрода"ми и поверхностью стали,2Способ по п.1, о т л и .чщ и й с,я тем, что разность иалов между графитовыми электрои поверхностью стали. создают путемподключения поверхности стали к од-ному из.полюсов электрической цепи,питающей электрическую дугу междуграфитовыми электродами.1011726 аж 954 Подписное Изобретение относится к химикотермической обработке.По основному авт.св9 850735известен способ упрочнения малоуглеродистой стали, включающий нагревв углесодержащей среде до 1200- 51400 ОС, выдержку и охлаждение, приэтом нагрев и выдержку производятв пламени дуги между графитовымиэлектродами 1 .Однако процесс насыщения угле Ородом обрабатываемого слоя идетнедостаточно эффективно, что приво-,дит к большому расходу электроэнергйи.Целью изобретения является интенсификация процесса насыщения и снижение энергозатрат.Поставленная. цель достигается тем,. что согласно способу уточнения малоуглеродистой стали, дополнительно создают. разность потенциалов между графитовыми.электродами и поверхностью стали.При этом разность потенциалов меж- ду графитовыми электродами и поверхностью стали создают нутем подключения поверхности стали к одному изполюсов электрической цепи, питающей электрическую дугу между графи-.товыми.электродами.Для осуществления способа используют электроды из графита марки ГМЗ.Нагрев поверхности изделия осуществляют в течение 2-3 с.На чертеже представлена схеманасыщения углеродом сталъных изделий.П р и м е р. С целью улучшенияповерхностных свойств детали лопа-. 35ты, изготовленной из листовой стали 30, толщиной 1-2 мм, ее кромкуобрабатывают высокотемпературнымпламенем электродуговой горелки сдвумя графитовыми электродами 1, 40установленными под углом 30 одруг кдругу и имеющими на концах зазор4 мм. Электроды закреплены в держателях 2, монтированных на изолирующей плите 3. Кромка 4 лопаты 5 устанавливается на расстоянии 10 мм отэлектродов 1 в зоне. б действия пламени горелки. Посредством токопроводов 7 электроды соединены с вторичной обмоткой трансформатора 8, в первичной цепи которого включено управляющее устройство 9. Во вторичнойцепи трансформатора 8 параллельноэлектродам 1 подсоединен осциллятор10 для обеСпечения непрерывности горения дуги во время работы. Вторичная обмотка трансформатора 8 посредством дополнительного проводника"11 через устройство 12, регулйрующего силу тока, и амперметр 13соединена непосредственно с обраба- Щтываемым слоем сталив данном приме.ре с лопатой ),ВНИИПИ Заказ 2697/34 Тир С помощью управляющего устройства 9 трансформатор 8 включают на напряжение 100 В и силой тока 200-300 А,затем между электродами с помощью.внешнего электрода не показано ) зажигают электрическую дугуповторноезажигание осуществляется с помощьюосциллятора 10 ) с температурой 35006000 ОС. Пламя дуги направляют на металл и перемещают дугу по кромке лопаты. Под действием дуги кромка лопаты нагревается на участке 20-19 мм втечение 2-3 с до 1200 -1400 ОС. Всякромка обрабатывается в течение 1618 с.При нагреве в поверхность металлана глубину 0,5-2,0 мм внедряетсяпоток ионов углерода, содержащихсяв пламени электрической дуги, и направляемых электродинамическими сила"ми и разностью потенциалов междуэлектрической независимой другойи металлом. В примере в цепи дугипроходит ток 300 А, а между дугой иметаллом ток 100 А при разности потенциалов между ними 50 В. Ионы углерода при температуре нагреваповерхности металла до 1200-1400 Свступают во взаимодействие со сталью, повышая в ней содержание углерода, и создают науглероженныйслой на поверхности стали. Поддействием разности потенциалов между дугой и сталью ионы углерода в2 раза быстрее проникают з металл,чем без создания разности потенциалов. КПД электрической дуги состав-ляет 75-80. После обработки кромки лопата опускается в воду с температурой 20 С для закалки.Прй воздействии электрическойдуги на металл она образует на поверхности металла очень плотную оплавлеиную эмалевидную пленку с увеличенными прочностными свойствами;Структура пленки аморфная - металл .становится подобием стекла.. Толщина аморфного слоя достигает .12 мкм. Испытания показывают, чтоэтот стеклообразный слой хорошо за-щищает основнойФметалл от воды, щелочей и кислот,Полученный в результате обработки по предлагаемому способу поверхностный слой металла глубиной от 0,5до 2 мм при испытании в лабораторных и промышленных условиях показывает достаточную термостойкостьне дает окалины при прокалке на воздухе при 1300-1400 С в течение 4-хчасов, а также устойчив к действию,кислот и аелочей и имеет прочность200 кг/мм , Расход потребляемой электроэнергии при проведении процессаснижается на 50.