Закалочная среда

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских,СоциалистическихРеслублик о 11863671 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ) Дополнителнное к авт. свид-ву 22) Заявлено 280 б 79 - (21) 2788 б 27/22-02 присоедиивниемз км Ко С 2101 сударственный комнте СССР о делам изобретений и открытий(23) Приоритет публиковаи ата опублик.Н.Мал ев витель 4) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДЬ 2 ся рактеризуеающей спосо еФормации бразованию готовления овышение закауменьшение и трещинообливающсклоразо я достигает ржащая три лнительно ри следующ тов, вес.Ъ 8-1 0,1-5тем,иоламжит мсоотн одерм об ее чт ТриэтаноламиМедный купороВо а О вес ТриэтаноПоливиниспиртВода 8-1 вый тет 2-0, 8тальное,ра Фазу Изобретение относится к термической обработке сталей и может быть использовано для охлажцения после нагрева под закалку деталей,иэ углеродистых сталей.Известна закалочная среда, прейставляющая собой водный раствор, со держащий, вес.Ъ триэтаноламин 0,2- 0,45; азотнокислый натрий О,б 4-1,05, применяемая при индукционной закал ке 11 .Недостатками данной среды приъемной закалке изделий являютсявысокая охлаждающая способность,о приводит к резкому увеличению напряжений, которые в результате вызывают образование эакалочных трещин и повышение деформаций, и нестабильность состава вследствие выпадения в осадок азотнокислого натрия в процессе эксплуатации среды.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является эакалочная среда 21, содержащая,15,09.81. Бюллетень ИЯ 3 ния описаимя 150981Однако. эта среда хаедостаточной закаливностью, возможностью дсклонностью к трещинооа также сложностью приФЦель изобретения - пей способности инности к деФормацииванию.Поставленная цельчто. среда, содеин и воду., допоедный купорос пошении компонен д Остальное.Введение медного купороса в зак лочную среду изменяет условия кипе ния на поверхности деталей в течен всего процесса закалки. На поверхности охлаждаемой детали образуется пластичная пленка контактного метал ла (6 ц), которая в первый период охлаждения в перлитном интервале температур (б 50-550 оС) способствуезрушению паровой пленки, уменьшапленочного кипенИя и повьааает(П р и м е р 2, Проводят закалку образцов 4 г 20 мм из стали 45 идентичного состава в раствор, содержащий,%;Триэтаноламин 12Медный купорос5Воду 83 Твердость образцов, НВС:60С поверхности 51-53В центре 40-44 Кроме того, проводят сравнитель-.ные испытания предлагаемой и известной сред. 65,скорость охлаждения, после исчезновения паровой пленки замедляется скорость охлаждения в мартенситном интервале температур,Присутствие триэтаноламина снижает скорость охлаждения как в перлитном, так и в мартенситном интервалетемпературВлияние медного купороса и триэтаноламина на скорость охлаждения30-миллиметрового шарика из армко- ржелеза в перлитном и мартенситноминтервале температур охлаждения разных по составу сред приведено втабл. 1.Добавление к воде 2,5 медного купороса повышает скорость охлаждения30-миллиметрового шарика из армкожелеза на 11,3 в перлитном и на 10в мартенситном интервале температур.Добавление к воде 10 триэтаноламина снижает скорость охлаждения30-миллиметрового шарика из армкожелеза на 64,2 в перлитном и на61,0 в мартенситном интервале температур,Совместное присутствие в предлагаемой эакалочной среде 2,5 медногокупороса и 10 триэтаноламина. сообщает среде снижение скоростей охлаждения в перлитном и мартенситном интервалах температур по сравнению с рОводой на 30 и 24,4 соответственно,В предлагаемой среде по сравнениюс известной скорость охлаждения30-миллиметрового шарика из армкожелеза в перлитном интервале температур выше на 61,2, а в мартенситноминтервале температур ниже на 8,1,чем в известной.П р и гл е р 1. Проводят закалкуобразцов Ф 20 мм из стали 45 следующего состава, :40Проводится определение з ак алив ающей и охлаждающей способности.Охлаждающую способность определяют методом охлаждения нагретого шарика иэ армко-железа Ф 30 мм с зачеканенной хромель-алюмелевой термопарой.За оценочную характеристику приняты скорости охлаждения исследуемых сред в перлитном (650-550 С) и мартенситном (300-200 С) интервалах температур (см.табл.2). ПредлагаемойИзвестной 30 20 Определение деформаций проводят на образцах с эксцентрично расположенным отверстием и разрезанным пазом из стали 45 (см.табл, 4 и 5).Склонность к трещинообразованию определяется при закалке в известную и предлагаемую среды образцов из стали 45 с искусственными концентраторами напряжений в виде квадрат" ной канавки с углами-надрезами и отверстием,-служащим для подвески образцов, которое также являешься концентратором напряжения.Наличие трещин определяют методом магнитной дефектоскопии. На об- разцах и на деталях после охлаждения в предлагаемой среде трещин не обнаружено.На 5 от общего числа образцов после охлаждения в известной среде обнаружены трещины.Результаты испытания показывают, что скорость охлаждения 30-миллиметрового шарика иэ армко-железа в перлитном интервале температур (650- 550 С) в предлагаемой среде выше на 61,2, а в мартенситном интервале температур ниже на 8,1 по сравнению с известной; закаливаемость, которая характеризуется максимальным значением твердости, приобретенной сталью в результате закалки, после закалки в предлагаемую среду выше, чем после закалки в известной на 6 ННС; возможность получения пятнистой твердости в предлагаемой среЗакаливающую способность определяют замером твердости образцов диаметрами от 8 до 24 мм из стали 45 по поверхности и по поперечному се,чению после закалки с температуры 8 ООС, выдержке при температуре 1 ч.Результаты замеров твердости образцов приведены в табл. 3.Определяют напряжения и деформации на образцах.Напряжение определяют методом горячего травления в 50-ном водном растворе соляной кислоты цементованных закаленных зубчатых образцов по времени появления трещин отслаивания.Время появления трещин в закалочных средах, мин:863671 Таблица 1 Составы закалочСкорость охлаждения, град/с Содержание, Ъ ных сред в мартенситноминтервале температур 300-200 С в перлитном интервале температур 650-550 С 1 Вода 2 Медный купорос 100 140 90 2,5 97,5 158 Вода 100 3 Триэтаноламин 10 50 Вода 90 35 4 Медный купорос Триэтаноламин87,5 Поливиниловыйспирт 0,510 74 Триэтаноламин Вода 89 5 де значительно меньше чем в известной; напряжения и деформации, получаемые образцами после закалки в предлагаемую среду, ниже чем в известную, склонность к трешинообразованию деталей и образцов из стали 45 после охлаждения в предлагаемой среде значительно ниже, чем в известнойВысокая скорость охлаждения в перлитном и достаточно низкая в мартенситном интервале температур в предлагаемой среде выгодно отличается от известной, обеспечивая высокую закаливаемость, понижениенапряжений, деформации, склонность к трещинообразованию на образцах и деталях изстали 45,Среда не горюча, не агрессивнапо отношению к охлаждаемым деталям,так как слой меди предохраняет стальную поверхность от коррозии, стабильна по составу и безвредна в эксплуатации, не содержит дефицитных и дорогостоящих компонентов.Закалочную среду готовят смешиванием в заданных процентных отноше 1 О ниях триэтаноламина, медного купороса и воды. Приготовленная среда нетребует вьдержки и может быть использована сразу по назначению.а Ф863671 Таблица 3. Твердость по сечению образцов, НКС, при расстоянии от центра, мм,в средах диаметр образца Предлагаемая Известная .12 9 6 3 0 3 6 9 12 12 9 6 3 0 3 6 9 12 24 50 47 35 28 25 29 31 42 50 51 42 40 35 32 39 31 40 51 55 45 32 28 26 30 30 32 48 51 40 42 36 33 34 36 47 5141 45 46 47 48 36 40 20 53 51 48 44 45 49 53 51 50 47 43 45 48 5257 54 53 57 57 57 57 54 56 5755 54 5555 55 5553 53 5455 54 56 45 42 40 41 36 48 49 53 51 48 49 5050 49 49 51 52 51 45 49 47 45 51 15 10 49 45 47 48 42 51 Таблица 4 0,15 0,17 15 6,05 36,20,14 62,04 ф 62,130 0,09 лица 5 Коробление по плоскост Закалочная среда ирина паза, мм Измене- Среднеение ко- значеробле- ниения Измене- Средне ние ши- значе- рины ние паза До за- Послекалки эакалДо за- После калки закалки 70 О, 04 0,15 0,1 редлагаемая10 863671 ТриэтаноламинМедный купоросВода 8-120,1-5Остальное формула изобретения Составитель А.СекейТехред Л. Пекарь Корректор Е.Рошко Редактор М.Петрова Заказ 7705/40 Тираж 621 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Закалочная среда, преимущественно для углеродистых сталей, содержащая триэтаноламин и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения закаливающей способности и уменьшения склонности к деформации и трещинообразованию, она дополнительно содержит медный купорос при следующем соотношении компонентов, вес.%: Источники информаций,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9456839, кд. С 21 О 1/60, 1973.