Способ термического упрочнения

1573033 830-850 830-850 850-700 550-420 550-420 480-600600-900 60-120 До 640-570 От 640-570 до 420-320450 Отпуск при температуре, СОхлаждение на спокойном воздухедо температуры окружающей среды,СОбщая продолжительность ускоренного охлаждения кольца, с г 15-20 До 170 До 260 Скорость охлаждения 480-600 град//мин в интервале температур 700550 С обеспечивает формирование посечению кольцевого изделия структуры, 5содержащей мелкозернистый пластинчатой формы перлит (1-2 балла) и свободный феррит (4-8%), расположенныйв виде сетки по границам нерлитныхзерен, Градиент температуры по сечению кольца при этом не превышает150-180 С,Дальнейшее увеличение скоростиохлаждения ( э 600 град/мин) способствует формированию структуры не в за данном интервале (700-550 С), анесколько нкже 500-400 С (верхняяобласть бейнитного.превращения),Металл, структура которого состо,ит из верхнего бейнита, характеризу- р 0ется пониженной пластичностью Р(10%)и не обеспечивает выполнение требо:ваний нормативно-технической документации, предъявляемых к уровню .пластических свойств термообработанных кольцевых иэделий.Уменьшение скорости охлаждения( (480 град/мин) приводит к снижениюуровня прочностных свойств металлаЬ (950 Н/мм) за счет увеличенияобъемной доли свободного феррита вструктуре стали (более 18%).Скорость охлаждения 120-240 град//мин в интервале 550-420 С обеспечивет выравнивание температуры по сечению изделий и уменьшение температурного градиента от 180 до 100 С посравнению с известным способом от300 до 200 С.Дальнейшее повьппение скоростиохлаждения ( 7 240 град/мин) приводитк увеличению коробления изделий, а Нагрев до температуры аустенитизации СОхлаждение в интервале температур,фС, со скоростью, град/мин;120-240 понижение ( 120 град/мин) - к снижению производительности автоматизированной закалочной линии. Выбранный диапазон скоростей охлаждения обеспечивает хорошую синхронность работы отдельных закалочных устройств, настроенных на определенный режим охлаждения.П р и м е р, Проводят термическую обработку 100 шт, бандажей второй марки (диаметром 1260 мм) по известному и предлагаемому способам.Химические составы стали,%: углерод 0,57; марганец 0,71; кремний 031 9 Фосфор О, 01 3,". сера 0,02 1;медь 0,011, а также углерод 0,63, марганец 0,71, кремний 0,37 фосфор 0,01,2; сера 0,13; медь 0,11%.Технология термической обработки предусматривает поштучный нагрев иэделия до температуры аустенитизации в шахтной печи в течение 2,5 ч,Дифференцируемое охлаждение его в спецИальном эакалочном устройстве, позволяющем осуществлять вращение изделия в вертикальной плоскости со скоростью 100 об/мин. При этом охлаждающие устройства, расположенные неподвижно на устройстве, обеспечивают подачу охлаждающей жидкости на все грани иэделия. Конструкция охлаждающих устройств при реализации различных способов термической обработки позволяет регулировать скорость охлаждения граней .бандажа в заданных интервалах температур. Последующий отпуск. колец проводят поштучно в печи продолжительностью 2,5 чРежим термической обработки изделий:Предлагаемый Известныйспособ способ15730 Т а б л и ц а 1 Параметры обработки Механические свойства Коробление,Ударнаявязкость,МДж/м Временноесопротивлениеразрыву,1 /мм тноси- ельное длиение,Х Предлагаемьй способ 850-700 700-550 550-420 850-700 700-550 550-420 850-700 700-550 550-420850-700 700-550 550-420 120 480 120 240 600 240 240 480 240 120 600 120 9601000 16 13 О 30 0,27 1 4 2,8 1000 1040 14 12 0 280,26 О 57 950 980 15 13 9901060 14 13 0,280,26 1,9 3,2 Запредельные значения 940+960 0,57 900-700 700-550 550-420 120 480 120 12 10 0,20О, 18+ 2,1 2,4 В табл. 1 приведены температурно- временные параметры ускоренного охлаждения при термическом упрочнении по предлагаемому способу и уровень механических свойств, коробления кольцевых изделий, В табл,2 приведены температурно-временные параметры охлаждения при термическом упрочнении по 1 2 1 и уровень механических свойств коробления кольцевых изделий. Причем в табл.1 и 2 "+" - величина механических свойств металла не удовлетворяет требованиям ГОСТа, - значение коробления изделия превьппает величину допуска на геометрические размеры (+ Ь мм) .Термическая обработка колец по известному способу позволяет уменьшить величину коробления до 4,8- 20 14,8 мм, но при этом наблюдается нестабильность уровня прочностных свойств, что приводит к необходимости забракования по этой величине до 10% кольцевых изделий и проведения 25 дополнительной холодной правки 5% изделий,Термическая обработка бандажей по предлагаемому способу обеспечивает 100 Х выход годного за счет сниСодержание углерода в стали, Х Интервал Скорость охтемпера- лаждения, тур, С град/мин 1 1 0 57 0,63 0 57 0,63 33ьжения величины коробления их до 1,4- 3,2 мм при выполнении требований ГОСТа, предъявляемых к прочностным и пластическим свойствам металла. Данные значения коробления изделий находятся в пределах допусков на их геометрические размеры (6 мм) и тем самым исключают необходимость проведения операции холодной доправки изделий после термической обработки. Формула изобретения Способ термического упрочнения преимущественно кольцевых изделий из среднеуглеродистой стали, включающий нагрев до Ас , выдержку, прерывистое охлажденйе не ниже 420 С с заданной скоростью в различных температурных интервалах в течение 80-160 с и отпуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества изделий и удешевления способа путем исключения операции холодной правки, охлаждение в температурных интервалах 850-700 С и 550-420 С проводят со скоростью 120-240 град/мин, а охлаждение между этими интервалами осуществляют со скоростью 480-600 град/мин,вают Данные ремени анные о ажд 59 сане Параметры обработки 700-550 550-420 850-700 700-600 600-420 900-700 700-550 550-420 850-700700-550 550-450 800-700 700-550 550-420 850-700 700-600 ачения скоростей охлажд хлаждения граней 84 с качения.скоростей хлй 1 мени охлаждения Продолжение табл. 1 Механические свойства тноси Ударнаяельное вязкость щую продолжительнос ют общую продолжительност1573033 Таблица 2 Содержаниеуглеродав стали, % Механические свойства Коробление, мм Параметры термической обработкиСкорость охлаждения,град/мин ОтносиИнтервалтемператур, С УдарнаявязВременное сотельноеудлинение,% противление кость, Щж/м разрыву,Н/мм 900+ 0,57 4,8 16 0,32 0,57 9,6 98 С 14 0,28 920 О, 22+ 0,63 5,8 0,63 0,32 14, 8+ 1010 13 П р и м е ч а н и е. Предусмотрены следующие значения механических свойствдля бандажей второй марки, временное сопротивление разрыву не менее 950 Н/мм относительное удлинение не менее 10%, ударная вязкость не менее С,25 ЦЦж/м 2Составитель А, КулеминТехред Л. Сердокова Корректор О. Ципле Редактор. Н. Бобкова Заказ 1622 Тираж 521 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская,наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,01 850-640 640-420 850-570 570-320 850-640 640-420 850-570 570-320 600 60 900 120 600 60 900 120