Способ термической обработкиизделий b защитном газе

Сфюэ Сфветскик Сфцнаектнчесник Ваепубанк ФОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ(22) Заявлено 050179 (21 2709376/22-02С ПРНСОВДННВНИЕМ ЗаЯВКн Но(51)М. Кл 3С 21 0 9/08 Государственный комитет СССР во аоавм изобретенийоткрытий(72) Авторы изобретен В.И.Ткач, Г,Н.Хейфец, В.В.Пархоменко, О Р.Е.Неделько, В.И.Павлинский и Т.П.В 71) Заявитель 54) СП ТЕРИИЧ В ЗАЩИ ей сушки, чию процесса иво- эвод с- ом Изобретение относится к термиче кой обработке и может быть использ вано при безокислительном отжиге труб из углеродистых сталей.Нрй холодной деформации изделий из углеродистых сталей широко исполь эуются, в особенности в трубной промыаленностит смазки содержащие триполифосфат йатрия.Известен способ термической об" работки изделий из углеродистых сталей в защитном газе, включающий нагрев выше верхней критической точ ки на 50-70 фС, выдержку при этой температуре и охлаждение. При этом софтноуения парциальных давлений гафов ттЯ,и г"соответственно равны 150 и 270 И .Недостатком известного способа является то, что на поверхности изделий в процессе термической обработки образуется темный налет, появление которого связано с термическим разложением остатков прокатной смазки. В целях предотвращения указанного явления изделия перед их термической обработкой подвергают тщательной очистке от остатков смаэ ки. Это осуществляется путем мойки .изделий в растворах различных вещес ОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙМ ГАЗЕ и их последующ то прдит к усложнен проиства.Известен способ термической обработки из углеродистых сталей (полученных холодной деформацией с использованием смазки, содержащей триполифосфат натрия) в защитном газе,включающий нагрев выше верхней критической точки на 50-70 С, выдержку при этой температуре и охлаждение. При этом в защитном газе соотношения парциальных давлений газов-вв-и Ри 1 равны 1,2-2,0 и 1,4-3,0 15 со 8 тветситЪенно (,2.Однако полное удаление смазки впроцессе термической обработки недостигается, В результате поверхность термически обработанных изде- Ю лий темная с.остатками продуктовразложения прокатной смазки.Цель изобретения - получение светлой поверхности изделий путем полного удаления при термической обработке остатков смазки, содержащей триполифосфат натрия.Поставленная цель достигаетсяте , что в процессе периода нагреваот его начала и до конца постепенно 30 увеличивают соотношения парциальныхд авлений гаэов рщ и р 0 от 1-3 доР Рн80-100 и от 4-6 до 180-200 соответственно и далее поддерживают их постоянными при последующей выдержке и охлаждении.Способ осуществляется следующим образом.Иэделия, имеющие на поверхности остатки технологической смазки, содержащие триполифосфат натрия, после холодной деформации подаются к печному агрегату и с помощью загрузочного устройства помещают в рабочее пространство печной установки, в котором соотношения парциальных давлений газов р, и Дсоответственно равны 1-3 и 4-6. В процессе нагрева металла до температуры выше верхней критической точки на 50-70 оС постепенно доводят в защитном газе соотношение парциальных давлений газов ф,и р соответственно до 80-100 и 180-200. При удельном его расходе, равном 0 4лмин2см поверхности изделияВыдержку при конечной температуре нагрева и охлаждение проводят в защитном газе, в котором соотношениеи Р-" соответственно поддерРсО 2 р нъОживают ранним 80-100 и 180-200. После охлаждения металла в защитном газеодо 100-120 С, он выдается на воздух.П р и м е р. Берут трубы иэ стали 10 (для которой верхняя критио ческая точка соответствует 854 С) размером 32 х 3,0; 18"1,0 мм полученные путем волочения, при котором использовалась смазочная композиция, содержащая, : триполифосфата натрия 4, хозяйственного мыла 12, смеси жирных кислот 3 и остальное вода. Эти трубы разрезают намерные длины, равные 250 мм.Образцы в защитном газе подвергаются нагреву до 900 С, выдерживаОются при этой температуре 15 мин и охлаждаются до 100-120 ОС перед выдачей на воздух.При термической обработке использовался газ, состав которого варьировался в пределах 3,0-16,0 СО, 6,0-,18,0 Н 2, 0,05-5,0 СО., 0,001- 3,0 Н 2 О и остальное азот.о й после обработки образцы подве автся визуальному контроли, послойному анализу на содержание Фосфора, серы и углерода, определялась толщина обезуглероженного слоя.Выполненные исследования показали что полное удаление остатков смазки, получение светлой поверхности без обезуглероженного слоя при отсутствии насыщения поверхностного слоя металла фосфором достигается лишь тогда, когда в период нагрева металла происходит последова ЬО 65 дит термическое разложение и окисление углеводородов смазки и выделение газообразных составляющих собразованием углерода. При температурах выше 650 С в металле перлитпереходит в аустенит, а на его портельное увеличение - в " и в "от 1-3р со Рингдо 800-100 и 4-6 до 180-200 с последующим их поддержанием на постоянномуровне при нагреве и охлаждении (приудельном расходе защитного газа 5 0,45 лминОптисмповерхности иэделиямальные значения - и - соответРсо РнъРсо, ц,оственно равны от 3 до 100 и от 5 до190. В этом случае, изделия послетермической обработки имеют светлую поверхность (полное удалениесмазки), отсутствуют обезуглероживание и диффузия составляющих смазку веществ в металл. 4При расходе защитного газа менее 15л мин0,4 смаэсм поверхности образцака полностью не удаляется с поверхности металла во всем исследованномдиапазоне значений - и - . БолееРсо Р н 1Рсо Р к 0 20 высокие удельные расходы защитногогаза (свыше 0,4) практически не оказывают на качество термической обработки влияния.Уменьшение величины соотношений д 5 парциальных давлений по сравнениюс приведенными приводит к обеэуглероживанив металла и появлению на егоповерхности цветов побежалости.При термической обработке образцов по известному способу (поверхность их покрыта цветами побежалости), происходит обезуглероживаниеметалла на глубину, достигавшую0,3 мм,и наблюдается повышение концентрации фосфора в поверхностныхслоях, превышающее допустимое почти в два раза.Таким образом, использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет получать трубы со 40 светлой поверхностью путем полногоудаления смазки, содержащей триполифосфат натрия, в процессе термической обработки, т.е. обеспечиваетее высокое качество, Это обуславли вается тем, что увеличение соотношений прарциальных давлений газов- и "- защитного газа в укаэанныхРС 02 1 ф Н 10пределах в процессе нагрева и последующего их поддержания на постоянномуровне при нагреве и охлажденииобеспечивают полное окисление и газификацию смазки, имеющейся на поверхности изделий. Процесс удалениясмазки протекает одновременно с термической обработкой металла. Так,при нагреве до 120-130 ОС из смазкиудаляется влага, в диапазоне температур 130-650 С наряду с диффузионным перераспределением элементов вметалле на его поверхности происхо806778 Формула изобретения Составитель В.СмирновРедактор Т.Киселева Техред Е,Гаврилешко Корректор М.Коста Заказ 184/45 Тираж 629 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРФилиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,верхности протекат процесс газификации углерода.Получение светлой поверхности труб при термической обработке способствует повышению их качества. При этом отпадает необходимость в предварительных операциях химической обработки труб перед их термической обработкой, которая осуществляется на ряде трубных заводов. Способ термической обработки иэделий в защитном газе, включающий нагрев до температур выше верхней критической точки на 50-70 С, выдержку при этой температуре и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения светлой поверхности иэделий путем полного удаления при термической обра"ботке остатков смазки, в процессенагрева постепенно увеличивают соотношения парциальных давлениЯ газови - "ф от 2 1-3 до 80-100 иот 4-6 до 180-200 соответственнои поддерживают их постоянными припоследующей выдержке и охлаждении.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Ра 1 еЬогре Е.6. " гоп апд5 йее 1", 1971, 44, М 5, с. 326-330.2. Состояние и пути развития печного хозяйства трубных заводов.Тезисы докл, и сообщений на Всесоюзном науч.-техн. семинаре. днепропетровск, Черметинформация, 1974,с. 45.