Способ термической обработки горячекатаных осей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 687628 А 1 ц 5 С 21 О 1/02 К АВТО кии институт ош польский, Л.М. Школьан и Н.И. Ав 125.Й ОБРАБО ерной метал может быт охлаждетей равна я, ч, когда ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Сталь М 2, 1979, с. 123(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГОРЯЧЕКАТАНЫХ ОСЕЙ(57) Изобретение относитсялургии и машиностроению Изобретение относится к черной металлургии и машиностроения и может быть использовано при термической обработке вагонных и локомотивных осей, изготовленных методом прокатки,Цель изобретения - улучшение качества изделий и увеличение производительности.Термообрабатывали горячекатаные оси из сталей марок ОСВ, ОСЛ (осевая локомотивная, вагонная), Оси имеет размеры: длина 2430 мм, диаметр шейки 180 мм, диаметр подступичной части 200 мм,После горячей винтовой прокатки на трехвалковом стане 250 ось с температурой центра (1050 - 1110)С и температурой поверхности (950 - 1000) С подают на цепной холодильник, снабженный С-образными экранами-козырьками, обращенными друг к другу впадинами и размещенными вдоль опор для шеек осей. В выходной зоне холодильника на расстоянии 0,25-0,35 его длииспользовано при термической обработке вагонных и локомотивных осей, изготовленных методом прокатки, Цель иэобретения - повышение качества изделий и увеличение производительности. После горячей прокатки осей на трехвалковом стане их подают на цепной холодильник с расстоянием между ними 1,2-1,5 диаметра подступичной части и принудительно охлаждают обдувом потоком воздуха до температуры 490 - 520 С со скоростью 650-700 С/ч. Затем оси нагревают до температуры нормализации 850-870 С со скоростью 300-500 С/ч и выдерживают при этой температуре в течение времени, равного времени нагрева. 4 табл. ны от конца смонтирован воздушный спреер, выполненный в виде осевых вентиляторов, расположенных на стойках над холодильником, с возможностью локального обдува подступичной части осей, причем опоры для шеек осей расположены с шагом (Я), связанным с диаметром (О) подступичной части оси соотношением3=(1,2 - 1,5)0,На холодильнике производят охлаждение осей до температуры, не превышающей Аг 1-(30-50)С, т.е. 490-520 С до средней скоростью охлаждения по длине в пределах650-700 град/ч.Удельная продолжительностьния самих осей и ее отдельных час= 4 - 3 мин/см, где ю - вр 1 и-ц(ь - температура поверхности, тц -температура центра), д - усредненная толщина (диаметр) по длине катаной оси, м.Таблица 1 Механические свойстваФ Количество п.лавок Способ гс/мм63 21,оак.сгс/мм Ф 6авв 7 з тд,4 зз,взв-зв т,з ИзвестныйПред,лагаемый Последующий нагрев катаных осей железнодорожного транспорта От температуры Аг 1-(30 - 50)С до температуры850 - 870 С производят со скоростью ЗОО 500 град/ч, причем общее время пребывания в печи составляет 2,5 - 3,0 часа, а времянагрева оси соотносится ко времени выдержки ее как 1,О,1,0., С целью проверки эффективности предложенного способа термической обработкиосей проводили его промышленное опробование на плавках текущего производства спродолжительностью нагрева и выдержки 3ч, Всего по предлагаемому способу былонормализовано 46 плавок, Случаев несостветствия механических свойств требованиям ГОСТа 4008 - 72 не было.Для сравнения уровня механическихсвойств осей, нормализованных по известному и предлагаемому способам, выбрали55 плавок осевого металла.Данные исследований приведены втабл. 1,Как следует из приведенных данных, принормализации по предлагаемому способупредел текучести (о, ) превышается на 11)временное сопротивление разрыву ( оа) на4,8, ударная вязкость (ак,ср) - 4,4, посравненик) с известным способом. Относительное удлинение (д,) и сужение (ф) практически одинаковы.В табл. 2 приведена раскладка металла(осей) по известному и предлагаемому способам и влияние раскладки на технико-экономические показатели способов,Как следует из приведенных данных втабл, 2 оптимальный шаг раскладки Я=-(1,21,5)О, а наилучший 1,4 О,,Здесь О - текущая производительностьИ Омакс - МаКСИМаЛЬНаЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬность.Что касается оптимальных параметровскорости нагрева (Снагг,) 300-500 град/ч, таони с очевидностью подтверждаются приведенной табл, 3. При этом для достиженияпоставленной цели (повышения качественных показателей изделия оа, балл зерна д.,ак, ОИвакс Оптимальное отношение времени выдерх;ки ко времени нагрева равно(1:1),Величина 7 аlтн - относительная. И о ко 5 нечном результате по производительностинеобходимо судить по общей (действительной) картине нагрева.Например, время нагрева заготовки(оси) равно 30 мин при времени выдержки10 ЗО мин, При этом, естественно та/ц==1(30/30), Или время нагрева 60 минут, авремя выдержки ЗО минтогда вв/тн = 0,5 иОбщее время нагрева составляет 90 мин.Общая продолжительность нагрева впечи нормализации составляет 210 мин,При этом экспериментально проверялисьследующие варианты нагрева заготовки;тв/тн=0,1; 0,2; 02; 0,4:, 0,5; О 6 и т,д.Результаты испытаний приведены втабл. 4 из которой следует, что наилучшийвариант нагрева осуществляется при г,lт; -= 1,0,Здесь очевидно, что несмотря на то, чтог)микроструктура катаных Ос 8 Й находится науровне 8/9, имеет место нормализованноесостояние осей. Однако, в этом случае уровень механических свойств осей для указанНОГО варианта лучш 8. К тому же Вконкретном случае легче осуществлять режим нагрева, когда тс/ун=. 1,0,Формула изобретенияСпособ термической обработки горячекатаных Осей, включающий Охлаждение на35 А - (30-50)оСгрев до температуры нормализации, выдержку и охлаждение, О т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качества изделий иувеличения производительности, охлажде 40ние на холодильнике ведут принудительнымвоздушным потоком при шаге раскладкиЯ=(1,21,5)О, где О - диаметр подступичнойчас ь и оси, со средней скоростью охлаждения 650-700 С/ч а нагрев осуществляют со4"- скоростью ЗОО - 500 С/ч при соотношениивремени выдержки ка времени нагрева 1:1,1687628 Таблица 2 Ивчества (миноострунтурв) Гроиэводительнасть Иехвничвские свойства в, кгсм/см2 Иэлестный/ 2 Гредлагаемый ИэеестныйС/Сико предлагаемыйс/с Иэвестный,балл Предлагаемой,балл Иэввст- Првдный лагав%4 й Иэвет Првдластный гавгъй 1,6 1,6 1,6 1,6 1,7 1,8 1,9 1,2 1,3 1,4 1,5 1,5 1,5 1,5 0,98 0,98 0,98 0,98 0,95 0,95 0,91 0,965 0,995 1,00 0,995 0,995 0,995 0,9 а 5 6-7 6-7 6-7 6-,7 5-6 5-6 5-6 6-7 6-7 7-3 3-9 3-9 3-9 3-9 6 Э 63 63 63 63 63 63 67 Б,Б 68 6,6 70 6,Б 71 6,6 70 6;6 70 6,6 69 6,6 Таблица 3 у / 7 нк /мм100- 100105-105 Балл вели- д, Ъчина Она.град/ч С/Снохе ангс/Ст 1 1;11:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 64 65 65,Б 68 70 68 Б 7,Ф 66,2 а/98/9 7,0О/108/10 3,28/10 3,8О/10 7,58/9 7,28/О 6,9 100 200 300 400 500 600 700 800 Таблица 4бу, кг/мм д",а, иго/см Величинаэерна Составитель В.КитайскийРедактор И,Сегляник Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 3679 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 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,6 0,9 1,0 1,2 Б/7 Б/7 6/8 6/О 6/8 7/8 7/8 8/9 6/10 О/9 8/9 8/9 163,463,863,964164,264,364,5Б 5,165165,0а Ъщ 18,1 18,4 18,6 18,5 19,1 20,1 20,1 20,7 21,2 22,1 21,6 215 6,1 Б,Э Б,4" 6,6 7,14 77 8,1 8,4 9,2 9,0 8,9 0,30,350,98509951,000,9950,99О,Оа 7,27,3 7,3 7,5 7,4 7,4 7,3