Способ закалки массивных изделий

союз советснихСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 щ ЯО 5 С 21 0 1/56 ение относится к нно к способам те товиков, крупных р турбин и турбоген тепловых электрос Изобре и, а им тки хво готовок е тал мообраторных аторо нции.ние затомных исключ йспо зобретения - трещин издел еличивающимс час тков .теже предста я способа, м е р . Прои а для св арно 00-65/1500 м ль и ледов лочнь ечение тельно ельных На че ествлен П р и хв о с т.ов ик ины Кхема осу ле зак алку ра тур- Зтиз водил о рото ссой 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Краматорский научно-исследовательский, проектно-технологический институт машиностроения и Краматорсн ч к ий зав од Знергомашспецс таль (72) С.И. Марков, И,А. Борисов, В.С, Шейко и А.Н. Минков (53) 621.785.79(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР337416, кл. С 21 Р 1/56, 1968.Авторское свидетельство СССР1323584, кл, С 21 0 1/56, 1985. (54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ МАССИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к металлургии, а именно к способам термообработки хвостовиков крупных роторных заготовок турбин и турбогенераторов атомных и тепловых электростанций. Цель изобретения - исключение закалочных трещин изделий с последовател 155 ОООО А но увеличивдющимся сечением отдель - ных участков, Хвостовик сварного ротора нагревали до температуры 860- 880 С и выдерживали при этой температуре 6 ч, По окончании выдержки хвостовик выгружали пз печи и помещали в бак с водой, где в течение 35 мин осуществляли охлаждение с подачей сжатого воздуха при давлении 0,3 МПа до температуры 520-535 С в центре сечения заготовки с минимальным диаметром 870 мм, Далее указанный участок хвостовика вынимали из бака на воздух, Еще через 35 мин вынимали следующую часть хвостовика с диаметром 1280 мм. На этом участке к данному моменту времени температура центра составляла 520 в 5 С. Дис ковую часть хвостовика вынимали еще через 40 мин, температура центра сео чения достигала при этом 520-535 С. Дальнейшее охлаждение хвостовика выполняли на воздухе. 1 ил., 2 табл,стали 25 Х 2 НМФА (см. чертеж). На основании термокинетической диаграммы стали 25 Х 2 НМФА установили, что температура начала бейнитного превращения 510 С,Продолжительность охлаждения определяли расчетным путем с использо-; ванием ЭВС ЕС, Установилк, что продолжительность первоначального охлаждения всего хвостовика в воде, необходимая для достижения температуры 530 С в центре участка 9 870 мм, составляет 35 мин; после подъема до уровня А продолжительность дальнейше 1550000го охлаждения в воде участка ф 1300 мм до достижения его центром температуры 530 С составляет 40 мин; после подъема до уровня Б продолжительность дальнейшего охлаждения участка Ф 2090 мм до достижения его центром температуры 530 С составляет 40 мин.При осуществлении закалки хвостовика производили нагрев до 860-880 С, 10 выравнивали температуру по сеченко и выдерживали в течение б ч. По окончании выдержки хвостовик выгружали из печи и ставили на подъемный стол, установленный в водяном баке. 15После полного погружения в воду хвостовик охлаждали в течение 35 мин. При этом для интенсификации процесса охлаждения осуществляли подачу сжатого воздуха при давлении 0,3 МПа. Через 35 мин поднимали хвостовик с помощью подъемного стола до уровня А (примерно на 300 мм ниже начала перехода Ф 870 мм на 1280 мм) и производили последующее охлаждение в течение 40 мин. После этого производили второй подъем хвостовика до верхней поверхности дисковой части (уровень Б) и охлаждали дисковую часть Р 2090 мм еще 40 мин. 30В табл. 1 и 2 приведены показатели качества хвостовиков из стали 25 Х 2 НМФА в зависимости от режима закалки и давления сжатого воздуха при охлаждении. 35уменьшение скорости охлаждения центральных зон после выгрузки иэделия на воздух не снижает комплекса прочностных и пластических свойств в том случае, когда температура центора превышает на 10-25 С температуру, начала бейнитного превращения (см, табл, 1, режимы 2, 3, 4). Если выгрузка детали происходит при температуре центра, менее чем на 10 С пре вышающей температуру начала бейнитного превращения (например, табл. 1, режим 1), то вследствие чрезмерного переохлажцения образуется недопустимо высокий уровень закалочных напряжений, приводящий к появлению трещин. В случае, когда к моменту выгрузки температура центра. превышает температуру начала бейнитного превращенияболее чем на 25 С (табл. 1, режим 5),наблюдается. снижение пластическихсвойств (д, у) ниже требуемых вследствие преждевременного снижения интенсивности охлаждения.Для интенсификации процесса засчет активного перемешивания воды вбаке и сбива паровой рубашки подаютсжатый воздух в пределах 0,2-0,4 МПа,что обеспечивает как получение требуемых механических свойств, так иотсутствие закалочных трещин (табл.2,режимы 2, 3, 4), Если осуществляетсяподача сжатого воздуха при давлениименее 0,2 МПа (например, табл. 2,режим 1), то ввиду низкой скоростиохлаждения механические свойства неудовлетворяют требованиям технических условий. Подача сжатого воздухапри давлении, большем 0,4 МПа (табл.2,режим 5), приводит к чрезмерной интенсификации охлаждения и, как следствие, к образованию эакалочных трещин.Предложенный способ позволяет исключить закалочные трещины изделийс последовательно увеличивающимсясечением отдельных участков при сохранении необходимого уровня прочностных и пластических свойств,Формула изобретенияСпособ закалки массивных изделий преимущественно с последовательно увеличивающимся сечением отдельных участков, включающий нагрев до температуры аустенитизации, выдержку и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью исключения эакалочных трещин изделий, охлаждение всего иэделия проводят в водяном баке с подачей сжатого воздуха при давлении 0,2-0,4 МПа и по мере достижения центральными зонами сечений температуры на 10-25 С выше температуры начала бейнитного превращения эти участки иэделия, начиная с минимального сечения, последовательно извлекаются из бака и охлаждаются на воздухе,+Механические свойства (давленне воздуха 0,3 МПа) Наличие закалочных трещин Температура центра после выгрузкннз воды,фС юв 6,ИЛа 0,2 Ю 1 аКСПХ 10Дж/м Мелкие трещины напереходе от дисковойчасти к хйостовойТрещнны отсутствуют 22 4 23,1 20 1 21,9 24 0 71,8 742 629 748 631 727 616 735 622 24,2 72,1 20 3 68 9 22,5 70,4 608617 . 17 8 19,5 19 2 58 1 То же 703 726 21,1 673 16 9 51 1 18,7 63,4 11,8 39,2 17,1 50,4 14,3 18,1 690 712 596 612 580 603 6 о 0 701 6,313,8 520 687 Требования ту 14,0 40,0 5) 9 657+зРежим неприемлем.Резям приемлем. Таблица 2 Наличие закалочных трещин Механические свойства Давлениесжатоговоздуха,МПа Режим ь., ь,% Ж 10Дж/мОтсутствуют 14,6 14 1 и 17,4 17 8 и 19,5 18,7 и 19,8 22 1 Мелкие трещины на переходе отдисковой частии хвостовой 21,8 ТребованияТУ 657 14 в 0 40 ф 0 5 в 9 520 фВ числителе - свойства дисковой части, в знаменателе - хвостовой.фРежим неприемлем.Режим приемлем. 1 55 (на 5 С выше темпе- яФоратуры начала бейннтного превращения) 2 520 (на 1 О С вьппе температуры начала бейнитного превращения) Зфф 525 (на 15 С вьппе температуры начала бейннтного превращения) 4 535 (на 25 С выше тем- Фопературы начала бейннтного превращения) 5 540 (на 30 С вьппе температурь 1 начала бейннтного превращения) 1"О, 2 ф" 0,2 31 ь+" 0,3 4 ф+ 0,4 5+ 0,5 658 710 696 714 703 726 718 730 741 735 576 12,4 39 6 612 19,3 51,2 597 16 2 54 3 617 20, 1 65) 2 608 19 2 58 1 617 21,1 67,4 615 22 1 66 3 619 21,7 69,0 625 23 6 71 2 621 23,8 70,91550000 акто еселовска учерявац оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина. Заказ 24 ВНИИПИ Г Составитель Т, РодинаТехред М.дидик Корректо Тираж 513сударственного комитета по из ГКНТ СССР113035, Москва, Ж,Подписноеобретениям и открытиям приРаущскан наб д, 4/5