Способ термомеханической обработкисталей и сплавов

Союз СоветскинСоциалистическикРесвублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1836149(54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ2 вок в ной д 1 Щ Изобретение относится к области термомеханической обработки сталей и сплавови может быть использовано в химической,пищевой, биохимической промышленностях для изготовления деталей роторов центробежных сепараторов, дисков распыливающих механизмов сушилок и других деталей, работающих в условиях воздействияцентробежных нагрузок.Известен способ термической обработкититановых сплавов, в частности ВТ 1 - О,ОТ 4 - О, включающин нагрев до 650 - 680 Си последующЕе охлаждение на воздухе 1.Известен также способ термомеханической обработки металлов и сплавов, например, заготовок из титановых е 1.-сплавов,включающий термическую обработку и пластическую деформацию 2,Однако известные способы, обеспечиваявысокую пластичность обрабатываемых сплавов, не дают возможности повысить их прочностные характеристики.Цель изобретения - повышение предела текучести материала заготовок.Поставленная цель достигается тем, чтопластическое деформирование проводят вполе центробежных сил вращением заготоокруг своей оси до получения остаточеформации 2 - 5%.В результате использование данного изобретения пбзволяет обеспечить в высоконагруженных деталях вращающихся роторов (например центробежных сепараторов) сочетание высоких пластических свойств, трещиностойкости, благоприятного распределения остаточных напряжений и необходимого уровня предела текучести. Получить подобное сочетание свойств в корпусных деталях роторов центробежных сепараторов другим способом невозможно. Применение термообработки высокопрочных сталей и сплавов (стали аустенито-мартенситного класса 07 Х 16 Н 6 и 09 Х 15 Н 8 Ю, сплавы титана АТ 6 и ВТЗ - 1) для изготовления вышеуказанных деталей связано с неизбежным снижением характеристик пластичности и трещиностойкости (для сталей 5 до 12%, для сплавов титана д до 8%), что не гарантировало надежной работы роторов без хрупких разрушений,Применение неупрочняемых термообработкой сталей и сплавов с низкой прочностью и высокими пластическими свойства5нему пределу при напряжении ф о =5000 кгс см и соответствующей остаточной дефоРмации Еощ=О 20 о/о36+60 й, /р-а1.4. Оптимальный режим упрочнения, обеспечивающий упругую работу деталей ротора при эксплуатации и испытаниях на прочность, составляет п =9800 об/мин.Пример 2. 2. 1. Требуется изготовить ротор центробежного сепаратора диамет-. ром 530 мм из стали аустенитного класса 08 Х 17 Н 13 М 2, с пределом текучести Ющ = =20 - 24 кгс/мм, обладающей высокими пластическими свойствами3 =35 - 40 о/о )4=60 - 70 о/оЭксплуатационная частота ротора пэ = =5950 об/мин; толщина стенки деталей основания ротора Я = 3,5 см; плотность материала ротора,Р=8,0 10кгс/сек/см"; плот ность обрабатываемого продукта Я,с = =1,12 ф 10 кгс/сексм 4; внутренний диаметр ротора Р = 46,0 см.Определяем частоту вращения, эквивалентную режиму вращения ротора.ж 41 ИвуДА, о.бР рд,ур й =ф 0Я . зкЛЯ О/Ф ф 60 ф 8/Х=/+=/ .цу4,/8аю 4 рг лл 77 у":00 ХО 4 ц.2.2. Определяем частоту вращения заготовок деталей ротора при упрочнении по нижнему пределу при напряжении Д =3000 кгс/см и соответствующей остаточной деформации=1,5% и Д 1зю дф . 6 д зоооз юь,4 бо р р.е 1050 фан 2.3. Определяем частоту вращения заготовок деталей ротора при упрочнении по верхнему пределу при Д, . -- 3300 кгс/см и соответствующей остаточной деформации Е . =2,5 о/о. 83614962,4. Оптимальный режим упрочнения заготовок составляетп =8250 об/мин.После проведения термомеханическогоупрочнения заготовок деталей в пределахустановленных уровней остаточных деформаций механические свойства (кроме предела текучести) и характеристики вязкостиразрушения материала заготовок и сохраняются, что обеспечивает надежную работу роторов в эксплуатации без образования10 трещин и хрупкости разрушений, Например,сталь 04 Х 25 Н 5 М 2 имеет следующие характеристики:предел текучести; 8 кгс/мм 50 - 55временное сопротивление,кгс/мм / 65 - 7015относительное удлинение ц, /о 20 - 25Я оотносительное сужение /ь 50 - 60максимальный критическийкоэффициент интенсивностинапряжения Кс, кгс/мм 500 - 62020 ударная вязкость КСЧкг/см 20 - 28работа сопротивления трещинепри ударном изгибе КСТ,кгм/см12 - 15Сталь 08 Х 17 Н 13 М 2 имеет следующие хара ер исти ки:оф - 22 - 24 кгс/мм - до упрочнения,25 фЬр-яу - 30 - ЗЗ кгс/мм - после упрочненияЪЗ - 50 - 60 кгс/мм- 35 - 40 о/о, У = 60 - 70 о/оКСЧ - 25 - 30 кгм/см,зо КСТ - 18 - 25 кгм/см.Формула изобретенияСпособ термомеханической обработкиЗ 5 сталей и сплавов, включающий термическую обработку и пластическую деформацию,отличающийся тем, что, с целью повышенияпредела текучести, пластическое деформирование проводя", в поле цензробевных силвращением заготовок вокруг своей оси до40 получения остаточной деформации 2 - 5%.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Глазунов С. Г. и др. Применение титана в народном хозяйстве, Киев, Техника,45 1975, с. 25.2. Авторское свидетельство СССР143825, кл. С 21 Р 7/14, 1960.Редактор Т. Авдейчик Заказ 2837113 Составитель А. 3 ен нов Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4