Способ закалки стальных изделий

(д 1) 4 С 21 Р 1/78 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ теплофиэ ба во ССС 1978. 51 Х ИЗДЕЛИР к терми)ть испол аш повыш абили турномпленочн на х оли ределяем ГЭСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(46) 30. 11. 87, Бюл. У 44(71) Институт техническойкй АН УССР,(54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ СТАЛЬН(57) Изобретение относитсяческой обработке и может бзовано для закалки изделийстроения. Цель изобретенияние качества закалки путемзации теплообмена в темпердиапазоне, соответствующемму кипению, Перед закалкойность изделия наносят теплощее покрытие с толщиной, оп из соотношения 0,1 А сР /,10,96 А,игде Ю - толщина покрытия, м;коэффициент теплопроводности материала покрытия, Вт/м К; А = .) кр.г/(ч ) Р- термическое сопротивление покрытиЯ, и К/Вт;ВТ ктемпературный напор, соответствующййвторой критической ппотности теплового потока при кипении, К;кр 2вторая критическая плотность теплового потока при кипении, Вт/мг,кинематическая вязкость жидкости,м /с; С р - удельная теплоемкость2жидкости, Дж/кг К; Р, Р- плотность жидкости и пара, кг/м ; Т этемпература насыщения, К; 6 - по- Жверхностное натяжение, кг/м ; 3, - рркоэффициент теплопроводности жидко- Ю Фсти, Вт/м К; г - удельная теплотапарообразования, Дж/кг; Р- чисно Прандтля для жидкости. 2 ил.2 табл.) о,о,реюйсопротивление покрытия,термическоеиК/Вт р 1 1355634 2Изобретение относится к термиче-У термообработанных деталей очищалиской обработке и может быть исполь- поверхность и измеряли ее твердость,зовано для закалки изделий машино- На испытательной машине детали разстроения. рывали и по площади поперечного сеЦелью изобретения является,повы- чения в месте разрыва и зафиксиро 5шение качества закалки путем стаби-вайному усилию определяли пределлизации теплообмена в температурном прочности материала. В каждойдиапазоне, соответствующем пленочно- партии было 10 деталей. Резульму кипению, таты измерений (осредненные) приведе.На фиг,1 изображены кривые кипе- ны в табл, 1,ния на чистой поверхности 1 и на по- Для случая охлаждения в воде Аверхности, покрытой тонким слоем 0,00095 м К/Вт; сУ, = 0,1 А Ласбестовой крошки 2 для образца из = 21 мкм; ор = 0,96 Астали Ст, 45; на фиг,2 - графики 15 = 200 мкм.скорости охлаждения поверхности за- П р и м е р 2, Аналогично по мекаливаемого образца в зависимости от тодике, описанной в примере 1, протемпературы. Кроме этого, на фиг.1 водили опыты с деталями типа полуприняты следующие обозначения: о - ось. Форма детали затрудняет измереплотность теплового потока на поверх ние твердости, Поэтому в табл,2Ности охлаждаемой детали; ЗТ - тем- пРиведен только предел прочности дляпературный напор, представляющий со деталей .из стали Ст,45,бой разность температуры поверхности Из данньи, приведенных в табл.1детали и температуры насыщения охлаж- и 2 видно, что прочностные, свойстдающей жидкости (воды), а на фиг,2 25 ва поверхности обрабатываемых дета"показаны 1 и 2 границы мартенситного лей имеют максимальные величины винтервала; критическая скорость 3 середине заявленного диапазона толохлаждения; скорость 4 охлаждения чи- щин покрытия, уменьшаясь к его престой поверхности; скорость 5 охлажде- делания поверхности, покрытой асбестовой ЗО Ф о р м у л а и з о б р е т е н и якрошкой.П р и м е р 1. Проводилась терми- Способ закалки стальных изделий,ческая обработка деталей типа моло- включающий нанесение на поверхностьток из сталей ШХ 15 и Ст.45, Сравни- изделия теплоизолирующего покрытия,валась твердость поверхности и проч- ,нагрев и закалку в жидкости и от 35ность образцов при трех способах тер- пуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем,мообработки. В первом случае по- что; с целью повышения качества заверхность деталей оставляли чистой. калки путем стабилизации теплообменаВо втором случае на поверхности дета- в температурном диапазоне, соответлей с помощью точечной сварки укреп- ствующем клепочному кипению, толщиляли металлическую сетку, в третьем ну покрытия устанавливают из соотслучае поверхность деталей покрывали ношенияслоем высокотемпературного кремнийорганического лака КО. В опытах 010 А с о" /3 (096 А9 П И фУприменяли сетку из нержавеющей ста 45ли имеющей 5 волокон на 1 мм ди 9ф гдеаметр проволоки 0,1 мм. Измерениятолщины покрытия из кремнийорганического лака проводили после его высушивания. Коэффициент теплопроводно-.сти покрытия в высушенном состояниисоставил= О 22 Вт/м К, Детали д кнагревали в печи до, температуры 850 - Ч р 2о800 С и охлаждали в воде с температурой 20 С при атмосферном давлении.РйПо осциллограммам показаний термопар 5 хЛ (грможно было судить о скорости охлаждения. После закалки проводили от"пуск при 360-370 С в течение 2 ч,1355634рп температурный напор,соответствующий второйкритической плотноститеплового потока при кипении,К;.вторая критическая плотностотеплового потокапри кипении, Вт/м;кинематическая вязкостьжидкости,м /с;удельная теплоемкостьжидкости, Дж/кг К; ярдД Т 5д 10 Максимальные отклонения от Максимальные отклонения от Пределпрочности ТвердостьНКС среднегозначения,Е среднегозначения,Х кгс вРмм+3 60 Характеристика условий наповерхности деталей Чистая поверхность Металлическая сетка(5 волокон на 1 мм ф проволоки 0,1 мм) Покрытие из лакаКОтолщина слоя25 мкм Покрытие иэ лака КО толщина слоя 100 мкм Покрытие из лака КО толщина слоя 210 мкм Чистая поверхность Металлическая сетка(5 волокон на 1 мм ф проволоки,1 мм) Покрытие из лака КО15,толщина слоя 30 мкм Покрытие иэ лака КО толщина слоя 110 мкм Покрытие из лака К 0-815,толщина слоя 200 мкм Сталь Ст.45 . плотность жидкости и пара, кг/м;температура насыщения,К; поверхностное натяжение, кг/мкоэффициент теплопроводности жидкости, Вт/м К; удельная теплота парообразования, Дж/кг;число Прандтля для жидкости. Таблица 1(5 волокон на 1 мм,ф проволоки - 0,1 мм) 102 114 109 Характеристика условий на поверхности деталейПокрытие,из лака КО толщина слоя 10 мкм Покрытие из лака КО толщина слоя 120,мкм Покрытие из лака КО толщина слоя 210 мкм Предел прочностикгс/ммг Максималь-.ные отклонения от среднегозначения,Е1355634 Составитель . В, КитайскийТехред Д. Олийнык Корректор И,Зрдей едактор Ю.Середа йоизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4 аказ 5753/25 Тираж 550 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская