Способ термической обработки стальных изделий

 

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано при изготовлении бурильных труб, штанг, стержней и других изделий, подвергающихся в процессе воздействию деформации кручения, изгиба, ударным нагрузкам. Цель изобретения - повьппение срока службы изделия путем создания поверхностного слоя с пружинно-демпфирующими свойствами. Цилиндрические изделия после закалки подвергаются отпуску с плавно увеличивающейся по периметру поперечного сечения цилиндра температурой (от температзфы-низкого отпуска до температуры высокого отпуска), причем так, чтобы зоны, нагреваемые до одинаковой температуры, образовывали на боковой поверхности цилиндровинтовые линии. 2 ил. а S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)4 С 21 D 1 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4173814/23-02 (22) 31.12.86 (46) 23.05.88. Бюл. Р 19 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) П.А.Простяков, В.А.Буканин и И.И.Дедюля (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9. 473753, кл. С 2 1 Р 1/78, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1164282, кл. С 21 D 1/78, 1985. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к термической обработке стали и может быть г использовано при изготовлении бурильных труб, штанг, стержней и других изделий, подвергающихся в процессе работы воздействию деформации кручения, изгиба, ударным нагрузкам. Цель изобретения — повышение срока службы изделия путем создания поверхностного слоя с пружинно-демпфирующими свойствами. Цилиндрические изделия после закалки подвергаются отпуску с плавно увеличивающейся по периметру поперечного сечения цилиндра температурой (от температуры низкого отпуска до температуры высокого отпуска), причем так, чтобы зоны, нагреваемые до одинаковой температуры, образовывали на боковой поверхности цилиндровинтовые линии. 2 ил.

1397506

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть исполь зов ано при из ro товле нии бурильных труб„ штанг, стержней и других изделий, подвергающихся в процессе работы воздействию деформации кручения, изгиба, ударным нагрузкам.

Цель изобретения — повышение срока .службы изделий путем создания по- 10 верхностного слоя с пружинно-демпфирующими свойствами.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа при непрерывно-последовательной поверхностной термообра- 15 ботке стального цилиндрического изделия; на фиг. 2 — кривые распределения твердости по двум диаметрально противоположным образующим поверхности изделия при таком способе тер- 20 мообработки.

На фиг.1 и 2 обозначены изделие 1, линии 2 и 3 нагрева при отпуске, индуктор 4 отпуска, индуктор 5 закалки, а также кривые 6 и 7 распределения 25 твердости по двум диаметрально противоположным образующим поверхности изделия.

Способ осуществляется следующим образом. 30

Изделие 1 непрерывно перемещается через индукторы отпуска 4 и закалки

5, вращаясь со скоростью, определяемой шагом винтовой линии и скоростью перемещения (фиг.1). После нагрева до 840-930 С, охлаждения до 20-60 С в закалочном индукторе 5 твердость, по периметру поперечного сечения изделия 1, включая все его точки, одинакова. Это обусловлено тем, что ширина трубки индуктора одинакова и, следовательно, все точки поверхности иэделия по периметру находятся в оди. наковых условиях.

Благодаря различной ширине индуктора 4 отпуска интенсивность нагрева по периметру поперечного сечения изделия не одинакова. На выходе из такого индуктора из-за. различных значе- 50 ний температуры у узкой зоны (линия

3) и у широкой зоны (линия 2) свойства металла также различны. Разность температур отпуска по периметру достигается выбором соотношения большей ширины токопровода к меньшей. К примеру можно плавно изменить температуру по периметру поперечного сечения от 600 до 200 С.

При вращении изделия, геометрические места точек, нагреваемых до одинаковой температуры, образуют на боковой поверхности продольные винтовые линии, В результате твердость термообработанной поверхности по длине изделия изменяется по закбну, близкому к синусондальному (фиг.2). Благодаря этому поверхность приобретает демпфирующие свойства, позволяющие увеличить стойкость изделий при эксплуатации.

Пример. Способ термообработки испытан при упрочнении стержней из стали диаметром 80 мм. После зао калки. с температуры 920 С стержень подвергается отпуску при спиральном распределении температуры по его поверхности с шагом 40 мм при изменео нии температуры от 630 до 250 С с о последующим охлаждением до 20 С.

Преимуществом предлагаемого способа перед известным является повышение срока службы изделий, подверженных деформациям кручения, изгиба, ударным нагрузкам. Так, например, время до появления усталостных трещин у образцов-стержней диаметром

80 мм при испытании в машине для испытания на усталостную прочность увеличилось на 8-103 по сравнению с традиционным способом термообработки— закалкой и отпуском с одинаковым распределением твердости по всей длине °

Формула изобре тения

Способ термической обработки стальных изделий преимущественно цилиндрической формы, включающий закалку с индукционного нагрева до 840—

930 С нагрева при отпуске позонно, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы изделий путем создания поверхностного слоя с пружинно-демпфирующими свойствами, нагрев при отпуске осуществляют с,увеличивающейся по периметру поперечного сечения цилиндра температурой, от температуры низкого отпуска до температуры высокого отпуска, причем так, чтобы зоны, нагреваемые до одинаковой температуры, образовывали на боковой поверхности цилиндра винтовые линии.

1397506

Aia1

НВ

Фма. 2

Составитель А.Кулемин

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор„М.maooma

Заказ 2567/27

Тирах 545

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4