Способ обработки металлических конструкций

1977. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ/Изобретение относится к способам обработки металлов вибрацией и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении сварных конструкций и закалке стальных изделий.Цель изобретения - улучшение качества изделий путем предотвращения образования холодных трещин,Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу обработки металлоконструкций, заключающемуся в проведении термодеформационной обработки и отпуска,. конструкцию подвергают вибрации в период интенсивного изменения физических и механических свойств материала после завершения термодеформационной обработки.Способ осуществляется следующим образом.(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ(57) Изобретение относится к обработ . ке металлов вибрацией и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении сварных конструкций и закалке стальных изделий. Цель изобретения - улучшение качества изделий путем предотвращения образования холодных трещин. Сущность изоб ретения заключается в том, что изделие подвергают термодеформационному воздействию, затем проводят выдержку не более 30 мин, осуществляют вибрацию в период интенсивного изменения физических и механических свойств ма териала и проводят отпуск. После сварки или закалки процесс полного охлаждения металлоконструкции сопровождается существенным интенсивным изменением физических и механических свойств материалов. Это может быть зафиксировано изменением размеров металлоконструкций во времени; известной зависимостью повышения критического напряжения сопротивления к образованию холодных трещин сварных соединений от величины интервала времени после сварки образцов до нагружения их в испытательной машине (ориентировочное время повышения величины данного параметра до стабилизации - 30 мин);.изменение таких физических величин, как коэрциетивная сила, намагниченность насыщения, декремент затухания и т.д. Сразу пос 1574655ле сварки или закалки происходит частичный или полный распад закалочных структур с образованием большого количества неустойчивых промежуточ. ных фаз типа промежуточных неустойчивых карбидов. При наложении вибрации распад ускоряется, но промежуточные карбиды не образуются из-за .активизации процесса ухода выделяющегося углерода и атомов примесей на легкоподвижные дислокации с последующим их полным насыщением и закреплением. В результате достигается стабильное состояние микроструктуры сплавов, при котором дальнейший распад прекращается, а увеличение плотности легкоподвижных дислокаций под действием внутренних остаточных и внешних эксплуатационных нагрузок невозможно. Таким образом эффектив 20 но стабилизируются свойства сплавов в начальный после сварки или закалки период времени. Сплав в стабилизированном вибрацией состоянии мржет находиться неограниченно долго при от-, сутствии появления холодных трещин, На последующий отпуск, в данном .случае, уже не возлагают задачу стабилизации свойств в ограниченный после сварки или закалки интервал времени, . а проводят отпуск. только.с целью дополнительного улучшения свойств сплава, В результате снимаются ограничения по времени проведения отпуска после сварки или закалки, накла дываемые условием предотвращения холодных трещин, достигаемое стабилизацией микроструктуры и, свойств сплавов вибрацией в ограниченный после сварки или закалки интервал времени. 40П р и м е р 1. Испытание эффективности предлагаемого способа реализовали на сварных соединениях из высокопрочной конструкционной стали типа ЗОХГСА. Критическое время появления . 45 холодных трещин, в течение которого . должен быть произведен отпуск сварных соединений из этой стали, составляет 24 часа. Для нахождения интервала времени после сварки интен я сивного изменения свойств стали измеряли длительную 5 и кратковременную прочность 5 сварных соединенийопосле сварки, а для опрепеления эФ- фективности вибрационного воздействия сравнивали эти характеристики после различных этапов обработки (сварки, вибрационной обработки, низкотемпературного отпуска); .сравнительную оценку устанавливали процентным отношением этих величин к кратковременнойпрочности на изгиб 6 сварного соедионения, прошедшего ниэкотемпературныйотпуск (250 С, 3 ч), 1(ритическое напряжение разрушения б составляло 42 Хот б для сварных образцов, подвергнутых нагружению в испытательнои маши не через 4 мин после сварки. Для образцов, подвергнутых нагружению через 30 мин после сварки эта велич."навозросла до бк =493 6 . Дальнейшееувеличение интервала времени от момента окончания сварки до моментанагружения образцов в испытательноймашине не приводило к существенномуизменению значения критического напряжения разрушения 5 (длительнойпрочности), Таким образом определенинтервал времени после сварки (О 30 мин) интенсивного изменения свойствданного материала.Другую партию аналогичных образцовподвергали вибрации через 4 мин после окончания сварки, Обработку вибрацией проводили в течение 10 минЗатем снова подвергли испытаниям настойкость сварных соединений к образованию холодных трещин, Критическоенапряжение разрушения (з сварных обкразцов, подвергнутых вибрации, возросло до 64 Е б . Аналогичные испытания провели для сварных образцов,подвергнутых низкотемпературному отпуску (250 С, 3 ч) в интервале времени после сварки 24 ч. Г составило657 (т, Таким образом, вибрационноевоздействие в интервале интенсивногоизменения свойств материала достигаетэффективности, сравнимой с эффективностью низкотемпературного отпускапри температуре 250 С в течение 3 чпроводимого в интервале 24 ч послесварки,В дальнейшем сварные образцы, дополнительно подвергнутые вибрации в 30-минутный период интенсивного изменения свойств материала (длительной прочности) после сварки, проходили низкотемпературный отпуск (250 С, выдержка 3 ч) через 48 ч после вибрации. Испытания на длительную прочность показали, что критическое напряжение разрушения бк возросло до 757 5 . В результате достигнуто дополнительное улучшение свойств сварных соединений и расширены технологи. ческие возможности обработки матерна15/4655 Формула изобретения Способ обработки мета:,пескх кострукцй, вялыдющнй термопеФормд.,иоое воздействие, вьдержку в течее заданного времени, вибрацию и отпуск, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделий путем предотвращения образоапя ".:олодных .ре.:д, выдержку осу" ществляют не более 30 мин. Составитель А. Кулемин Редактор Л.Пчолинская Техред Л,Сердю:;овд Корректор Т,Палий Заказ 1759 Тираж 504 Подписное БНИИГР Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 лов для обеспечения стойкости сварныхсоединений образованию холодных трещин,П р и м е р 2. Для сварных деталейиз стали 12 ХГН 2 МЮФДРА назначают время5начала проведения отпуска после сварки не более чем через 4 мин. В противном случае наблюдают появлениехолодных трещин в сварном соединенииОпределяли интервал времени изменения размеров и величину магнитнойпроницаемости сразу после окончаниясварки изделия из стали 12 ХГН 2 МЮФДРА,обусловленный процессом интенсивногодисперсионного твердения металла сварного соединения. Интервал времениинтенсивного изменения магнитныхсвойств стали и размеров конструкциисоставил 20 мин. Далее существенных Мизменений этих характеристик не происходит при условии полного отсутствия внеших эксплуатационных нагрузок.Испытуемые изделия подвергали 25вибрации через 8-10 мипосле сварки,Время обработки составляло 20 мин.Последующую термическую обработку .(отпуск) проводили более чем через24 ч после сварки, За время пролеживания изделий после вибрации По ос.тупления в печь трещин не обнаруживалось. Таким образом, повьщена стойкость сварных соединений изделия из стали 12 ХГН 2 МЮФДРА к образоваю холодых трещин и увеличен возможный интервал времени до начала проведения отпуска.Использование предлагаемого способа позволяет повысить эФФективность обработки металлоконструкций аложением вибраций в интервале времени интенсивного изменения после сварки или закалки физических и механическихсвойств материалов и одновременнорасширить технические возможности обработки.Проведение вибрационной обработки,в укаэанном интервале времени обеспечивает повышенную стабильность микроструктуры и свойств материала, асовместно с последующим отпуском -дополнительное улучшение последних,т.е. повышение стойкости образованиюхолодных трещин,Стабилизация микроструктуры напромежуточном этапе обработки придаетгибкость построению технологическогопроцесса, так как вибрационная обра-.ботка может быть проведена на сварочном участке изготовления металлоконструкций, а последующая транспортировка в термический цех и загрузка металлоконструкции в печь - в любоеудобное для промынленого производства время,Таким образом, предложенный способ устраняет сложости подготовкитекеского оборудования к заданномуремеи, определяемому предшествующейобработкой (сваркой, закалкой), исключается время хола.:того простоятермопечей и транспортных средств.Доп"тельное улучщее свойств матери;ыов повышает рдботоспособостьметапокострукций.