Способ термической обработки стальных изделий

(71) Липецкий политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР%703587, кл, С 21 09/38, 1979,Авторское свидетельство СССРМ 1447876, кл. С 21 О 1/78, 1987,И ое мав протения: ий на С) со ечение 17 ОС/с ры троростью лаждеоводят ратуре 1500 Изобретение относится к термической обработке стальных изделий и может быть использовано, например, при изготовлении и восстановлении прокатных валков,Известен способ термической обработки прокатных валков горячей прокатки, включающий нагрев валка под закалку токами йромышленной частоты с пятью подогревами на установке ТПЧ(650670 С, 780,800 С, 920940 ОС, 10801100 С, 11001200 С) со скоростью 1012 С/с, закалку непрерывно-последовательного действия с использованием кольцевого индуктора и водяного спрейера, с охлаждением до температуры 130.170 С и двукратный отпуск на вторичную твердость при 54010 С.Недостатком этого способа является то, что в результате данной термообработки невозможно измельчить зерно, а возможно даже некоторое его укрупнение, что материала развероятность облостн ых трещин. обретению явля- работки малоугщих сталей чающий многосо скоростью ературы А,з+ течение 0,5-0,7 шает сопротивление трещин и увеличивает ния выкрошек и уста иболее близким к иэ особ термической об истых нержавею ситного класса, вклю ый нагрев изделия С/мин до темп 40) С и выдержку в уме вити разо ется сп лерод мартен кратн 1030 (2202 мин/м о(о способа являетс ет повысить контак стойкость стальных и до температуры А ержка при этой темп ин вызывает рост зе тактную стойкость и ьных изделий,Недостатком эт что он не позволя стойкость и износо лий, так как нагрев (200230) С и выд туре от 50 до 800 м что уменьшает кон носостойкость стал ную здез + еразГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБ СТАЛЪНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Использование; металлургическ шиностроение, индукционный нагре катных валков. Сущность изобре проводят многократный циклическ грев до температуры А,з + (180 - 19 скоростью 16 - 30 С/с до точки Кюри, со скоростью 8 - 15 С/с, выдержку в т 5 - 10 с, охлаждение со скоростью 14- до точки Кюри, а далее до температу остобейнитного превращения со ско 10 - 12 С/с, Во время последнего ох ния с температуры аустенизации пр изотермическую выдержку при темпе троостобейнитного превращения 2000 С, 1 ил 1 табл.Термоциклирование образцов производят на установке токов повышеннрй частоты (8000 Гц) И ГЗ, В процессе ТЦО ведут непрерывную запись температуры образца с помощью хромель-алюмелевой термопары и потейциометра КСП, Критериями оценки служат показатели свойств: предел 55 Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости (долговечности) стальных изделий за счет повышения койтактной стойкости и износостойкости.Указанная цель достигается за счет то го, что согласно способу термической обработки стальных изделий, включающему термоциклическую обработку с нагревами до температуры аустенизации, выдержками и охлаждениями и окончательное охлажде ние, нагревы ведут до Асз+ 180;,.190 С, причем до точки Кюри - с скоростью 16- ЗООС/с, а затем - со скоростью 8 - 15 С, выдержкй осуществляют в течение 5-10 с, а охлаждения проводят до температур тро б остобейнитного превращения, причем до точки Кюри со скоростью 14-17 С/с, далее - со скоростью 10 - 12 С/с, а после термо. циклической обработки при температуре троостобейнитного превращения осуществ ляют изотермическую выдержку в течение 1500-2000 с.Известный и предлагаемый способы являются способами термической обработки, включают многократный нагрев до темпера туры выше Асз, выдержку при данной температуре.Термоциклическая обработка в таких условиях позволяет повысить уровень проч- кости, ударной вязкости, твердости и из- З 0 мельчить зерно, что и позволяет йовысить эксплуатационную стойкость (долговечность) стальных изделий путем уменьшения износа и выкрашивания рабочего слоя.Для определения оптимальных режи- З 5 мов термической обработки используют образцы из стали 9 ХФ диаметром 1627 м и длиной 60 мм. Химическйй состав стали, %; углерод ОЯ 5; кремний 0,39; марганец 0,43; хром 1,4; никель 0,13; ванадий 0,17, 40 медь 0,14; сера 0,007; фосфор 0,02, Критические точки стали 9 ХФ; Ас 1 = 740 С; Асз760: Мн = 185-215 С.Опорные валки непрерывного широко-полосного станка 2000 горячей прокатки характеризуется следующими свойствами: твердость 286 НВ, оЬ = 907 МПа, от = 506 МПа, КСО 11,8 Дж/см, Для исследований образцы отжигаюг при 800 С в течение 2 ч, а затем охлаждают с печью. При атом обеспечивают твердость 1525 НЯСэ. прочности, ударная вязкость, номер зерна,твердость, количество циклов до проявления питинга, испытания.на контактную усталость проводят на МКВ при ок =650 МПа.Результаты испытаний приведены втаблице,П р и м е р, Опорный валок из стали 9 ХФнепрерывного широкополосного стана 2000устанавливают в вальцешлифовальный станок, где ему придают профилировку. Производят измерение исходной твердости бочкиопорного валка при помощи твердомераТБП, В данном случае твердость составляет 40 НЯО. Затем валок устанавливаетсяв установку термоциклическойобработки ивалок закрывается термокожухом и проводят его подогрев газовыми горелками до520 С, Валок при этом вращается со скоростью 30 м/ч.После выдержки в течение 3 ч при 320 Свводят кольцевой индуктор диаметром 1620мм, подключенный к истечнику питания счастотой 50 Гц и напряжением 1000 В, мощностью 1800 кВт. Ширина индуктора 140Включают индуктор и осуществляют нагрев до 940 С со скоростями на первой ступени до точки Кюри 20 С, на второй ступениот точки Кюри до температуры аустенизации соответственно. Индуктор вдоль бочкивалка перемещается со скоростью 20 мм/с,что обеспечивает выдержку при 940 ОС в течение 7 с,За индуктором вместе с ним перемещается спрейер, который соответственно обеспечивает охлаждение на первой и второйступени со скоростями 15 и 10 С/с соответственно.После первого прохода индуктор возвращается в исходноеположение и процессповторяется, многократно осуществляетсяпри этом 6.9 циклов, По окончании последнего цикла валок при вращений в термоко;жухе выдерживается при 520 С в течение1800 с, а дальнейшее его охлаждение про- .изводят в термостате. После охлаждения валок шлифуют и производят контроль еготвердости, твердость валка соответствует5560 НЗОИспользование предлагаемого способатермической обработки стальных изделийпозволяет увеличить ресурс работы прокатных валков в 1,52 раза.Формула изобретенияСпособ термической обработки стальных изделий, преимущественно валков,включающий термоциклическую обработкус нагревами до температуры аустенизации,выдержками и охлаждениями и окончатель1749252 5ноеохлаждение, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости и износостойкости, нагревы ведут до Асз+ 180.190 С, причем до точки Кюри - со скоростью 16-30 С/с, а затем - 5 со скоростью 8-15 С/с, выдержки осуществляют в течение 5-10 с, а охлаждения проводят до температур троостобейнитного превращения; причем до точки Кюри - со скоростью 14-17 С/с, далее - со скоростью 10-12 С с, а после термоциклической обработки и ри температуре троостобейнитного превращения осуществляют изотермическую выдержку в течение 1500-2000 С.цРеями ВТЦО. контролируемые параметре Способтермицес код обработки пономер 6 в, яда ксо, Я 10 0зеРма 7 ак/смзлф ц 1 оС/ 071 оС(с Ог оС/с Г 0 т оС/слс,с1 о . 15 1 о . . 51 о 15 1 О15 1 О15 1 о 15 1 О 15 520 520 520 520 52 о 1 ЗОО поО зоо 980 1 гво 1 ООО 1250 980 31 О 970 г 1 О 6з,г6,3з,в в11вГг 15 14 ао 4 о 9 ао 86 14 В 13 10 " 15 2017 1 О 19 9 ао 940 940 940 940 940 940 о 1 О 1 О 12 12 1 О151 О 151 о1 О 51 о. 151 о ГВо . 51 о 151 о 15 7 7 16зо Зг 16 22 В гз В1 г12 го 20 20 2 О 2 О 7 940 940 12 6,21,8о. 850 11,8720 13 90 520 450018099 о . " 4500 Известимдг 5г 6 36 46 4"3650 4 1515 .15 15ььустемизации с - температура емд ратуре аустеиизации; лс - еовеия ть нагрева до томки КОРИ; ози - с рость оилакдеиия от температури а в - твердость, номер зерна; 6 циклов до проявления комтактйойОрине е. св - температура амдерики при томме дания 67 скорос ммвации " Уо - око , от тоцки Кюри; ИВС Я 1 О а- колицестео имГ саврвлялгдммтного преераратурм аустеорость одлаидеиия вязкость троостобеонмтмсй Проорало ри температуре "троостобе грева от томки Кюри до темпе ии до тоцки Кюри; Сооз - ск роцмостм;КСО- ударнаявраки привидермкикорость иустенизацпредел иусталости к Составйтель И.СарычевРедактор Й,Рогулич Техред М,Моргентал Корректор И,Муска Заказ 2565 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская на 64 У 5 роизоодотооиио.издлгольския комбииат Патеиг", г. Уигород, ул.Глгориил, 10 7. 9 1 О 12 13