Способ изготовления литых заготовок

(54) СПОСОБ ИЗ ГОТОВОК (57) Изобретение в частности к спо таллических эаг из эаэвтектоидн относится к металлуобам изготовленияовок, преимущестх сталей, а также м ргии, бимеенно ожет тся к черной металсобам изготовления вок, преимущественалей, а также может ашиностроительной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ Изобретение относ лургии, в частности к сп биметаллических загото но из эаэвтектоидных с быть использовано в м промышленности,Цель изобретения - повышение прочности и вязкости,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления заготовок из эаэвтектоидных сталей, включающему заливку и охлаждение, заготовку на этапе охлаждения по достижении температуры Т=Ас извлекают иэ формы и проводят ускоренное охлаждение в межкритическом интервале температур Асп-Аг 1 со скоростью Ч=Ко(Асв-Аг 1) град,/ч, где К - коэффициент, учитывающий интенсивность охлаждения в межкритическом интервале температур (0,7 быть использовано в машиностроительной промышленности, Целью изобретения является повышение прочности и вязкости. После обливки заготовки бандажей прокатных валов охлаждают до температуры Асп 1, извлекают из формы и охлаждают в межкритическом интервале Асп-Аг со скоростью Ко(Асе-Аг 1) град./ч, где К 0-0,7-1,2 ч . После охлаждения заготовок до 600-620 С их подвергают двойной нормализации от 950 С и отпуску при 600 С с выдержкой при этой температуре в течение 10 ч. Охлаждение заготовок от 600 до 100 С проводили с печью сб скоростью 10-15 град,/ч, далее до температуры цеха на спокойном воздухе. Применение способа позволяет значительно повысить прочность и вязкость, 2 табл. 1,2 ч), Ас и Аг 1 - значения критических точек при данном содсржании углерода, С,Ускоренное охлаждение заготовок в межкритическом интервале температур Ас-Аг 1 препятствует образованию грубой цементитной сетки по границам зерен металла отливки, что повышает ее прочность и вязкость. При этом величина скорости охлакдения должна быть прямо пропорциональна разнице температур межкритического интервала, которая, в свою очередь, определяется химическим составом, например содержанием углерода в металле данной отливки,По результатам исследований установлена величина коэффициента интенсивности охлаждения отливки в межкритическом интервале температур К=0,7 - 1,2 ч При значениях К меньше 0,7 скорость охлаждения отливки недостаточна и наблюдается выделение цементита в виде грубой сетки1677070 40 Таблица 1 Составы приготовленных сплавов.из стали 150 ХНМ Со е жание компонентов, мас. О Сплав Мо Сг 0,5 0,40,45 0,3 0,30,35 0,40,450,40,50,40,450,4 1,0 0,85 0,8 0,85 0,9 1,0 0,95 1,1 1,15 1,0 1,2 1,15 0,950,030,030,030,0250,030,0250,030,030,025О,ОЗ0,030,0250,03 0,03 0,03 0,025 0,03 0,03 0,03 0,03 0,028 0,03 0,03 0,027 О,ОЗ 0,03 0,70,650,750,80,750,80,650,750,70,80,750,650,6 0,250,350,40,450,50,45О,З0,350,250,30,350,40,35 1,5 1,8 1,5 1,8 1,5 1,8 1,5 1,8 1,5 1,8 1,5 1,8 1,7 по границам зерен, а при Ко более 1,2 резко возрастает величина внутренних напряжений в отливке, что влечет за собой снижение и рачностных свойств.Опытным путем определяют значения критических точекАсп 1 980 и 1060 С при значениях углерода 1,5 и 1,8% соответственно и Аг 1 730 С. По предлагаемой зависимости определяют необходимую скорость охлаждения отливки в межкритическам интервале температур Асв - Аг 1.На этапе охлаждения заготовки после отливки при достижении поверхностью температуры Т=Ас=980 или 1060 С проводят ее ускоренное охлаждение любым способом, обеспечивающим скорость охлаждения Ч=О,7-1,2 (Асп 1 - Аг 1) град,/ч. По достижении температуры Аг 1 принудительное охлаждение прекращают и проводят термическую обработку (одно-, двухступенчатую нормализацию с высоким отпуском) для получения необходимых служебных свойств.Проверку эффективности предлагаемого способа проводили на заготовках бандажей прокатных валков (из стали 150 ХНМ), имеющих следующий химический состав, мас.%: углерод 1,5 - 1,8; кремний 0,2-0,5; марганец 0,5 - 0,8; фосфор и сера да 0,03; хром 0,9 - 1,2; никель 0,8 - 1,2; молибден 0,3 - 0,5.Составы приведены в табл, 1.После отливки заготовки бандажей прокатных валков по предлагаемому способу по достижении температуры Асп (980 или 1060 С в зависимости от содержания углерода 1,5 или 1,8%) извлекали из формы и проводили их ускоренное охлаждение са скоростью Ч,7-1,2(Ас-Аг 1), величина которой составляла в данном случае 175- 400 град/ч, до температуры Аг 1 (730 С).5 После охлаждения заготовок до 600620 С их подвергали термической обработке - двойной нормализации от 950 С и отпуску при 600 С с выдержкой при этой температуре в течение 10 ч. Охлаждение 10 заготовок от 600 до 100 С проводили спечью сс скоростью 10-15 град/ч, далее да температуры цеха на спокойном воздухе.Примеры по граничным и оптимальнымзначениям режимных параметров и свойст ва материала заготовок, термообрабатанных попредлагаемому и известному способам, приведены в табл, 2.Таким образом, согласно испытаниямизобретение по сравнению с известным 20 способом обеспечивает повышение предела прочности при разрыве на 20%, прочности при изгибе на 30%, ударной вязкости на 30%, увеличение термостойкости на 25% и снижение удельного расхода валков на 25 20%Формула изобретения Способ изготовления литых заготовокпреимущественно из заэвтектоидных сталей, включающий заливку в форму и регули- ЗО руемое охлаждение с извлечениемзаготовки из формы, отл ич а ю щи й ся тем, что, с целью повышения прочности и вязкости, заготовку извлекают из формы по достижении температуры Асп 1, а регулируе мое охлаждение проводят в интервале температур Асп-Аг 1 со скоростью охлаждения Ч=КО(Асп-Рг 1) град./ч, где Ко=0,7-1,2 ч 1,1677070 Таблица 2 Характеристика свойств материала заготовок бандажей прокатных валков в зависимости от режимов обработкиПрочность при изгибеги Н/ммз УдарнаявязкостьКС,Дж/см Твердость НВП е агаем ый способ Известный способ 700 986,6 775 12,2 415 900 13 Составитель М,ШелагуровТехред М.Моргентал Корректор Т.Палий Редактор А.Огар Заказ 3084 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 2 3 4 5 6 фг 78 9 10 11 12 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1;2 12 Скорость охлаждения в межкритическом интервале температур га./ч 175 230 200 260 225 290 250 330 275 360 300 400 Временное со- противление при разрывегеН/мм 940 920 950 930 946 926 930 910 950 930 942 922 16,2 14,2 17,0 15,0 17,5 15,5 16,5 14,5 16,8 14,8 17,2 15,2 340 320 348 328 350 330 350 332 346 326 350 330 1256 1236 1270 1250 1280 1300 1310 1290 1330 1310 1270 1290 Термо- стойкос, количество циклов до разру- шения 920 900 930 910 924 904 930 910 920 900 910 890