Способ термической обработки стальных изделий
Использование: металлургическое машиностроение , индукционный нагрев прокатных валков. Сущность изобретения: проводят многократный циклический нагрев до температуры Асз + (180-190°С) со скоростью 16-30°С/с до точки Кюри, далее со скоростью 8-15°С/с, выдержку в течение 5-10 с, охлаждение со скоростью 14-17°С/с до точки Кюри, а далее до температуры троостобейнитного превращения со скоростью 10-12°С/с Во время последнего охлаждения с температуры аустенизации проводят изотермическую выдержку при температуре троостобейнитного превращения 1500- 2000°С. 1 ил , 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических
РЕСПУБЛИК (s<)s С 21 0 1/38, 9/38
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.2 (21) 4810052/02 . (22) 04.04.90 (46) 23.07,92, Бюл. ¹ 27 (71) Липецкий политехнический институт (72) В.В,Ветер, M,È.Ñàìoéëoâ, И,С.Сарычев, Л.И«Гвоздева, А,Д,Белянский, 3.П.Ка. - ретный и P.O.Ïåðåëüìàí (56) Авторское свидетельство СССР
1Ф 703587, кл, С 21 D 9/38, 1979;
Авторское свидетельство СССР
М 1447876, кл. С 21 0 1/78, 1987.
Изобретение относится к термической обработке стальных изделий и может быть . - использовано, например, при изготовлении и восстановлении прокатных валков, Известен способ термической обработ:-.: ки прокатных валков горячей прокатки, включающий нагрев валка под закалку токами йромышлвнной частоты с пятью подогре- вами на установке ТПЧ-700 (650...670 С, 780...8000С, 920...9400С, 1080...1100 С, 1100...1200 С) со скоростью 10...12 C/c, закалку непрерывно-последовательного действия с использованием кольцевого . индуктора и водяного спрейера, с охлаждением до температуры 130„.170 С и двукратный отпуск на вторичную твердость при
540...10 С.
Недостатком этого способа является то, что в результате данной термообработки невозможно измельчить зерно, а возможно даже некоторое его укрупнение, что
„„!Ж„„1749252 А1 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
СТАЛЪНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: металлургическое машиностроение, индукционный нагрев прокатных валков. Сущность изобретения: проводят многократный циклический нагрев до температуры А,з + (180-190 С) со скоростью 16-30 С/с до точки Кюри, далее со скоростью 8 — 15 С/с, выдержку в течение
5 — 10 с, охлаждение со скоростью 14-17 С/с до точки Кюри, а далее до температуры троостобейнитного превращения со скоростью
10 — 12 С/c, Во время последнего охлаждения с температуры аустенизации проводят изотермическую выдержку при температуре троостобейнитного превращения 1500—
2000 С, 1 ил„1 табл. уменьшает сопротивление материала развитию трещин и увеличивает вероятность образования выкрошек и усталостных трещин.
Наиболее близким к изобретению является способ термической обработки малоуглеродистых нержавеющих сталей мартенситного класса, включающий многократный нагрев изделия со скоростью
10...30 С/мин до температуры А э+ (220...240) С и выдержку в течение 0,5-0,7 мин /мм.
Недостатком это о способа является то, что он не позволяет повысить контактную стойкость и износостойкость стальных изделий, так как нагрев до температуры А з + (200...230) С и выдержка при этой температуре от 50 до 800 мин вызывает рост зерна, что уменьшает контактную стойкость и износостойкость стальных изделий.
1749252
Термоциклирование образцов производят на установке токов повышенной частоты (8000 Гц) ИГЗ-108, В процессе ТЦО ведут . непрерывную запись температуры образца с помощью хромель-алюмелевой термопары и потенциометра КСП-4, Критериями оценки служат показатели свойств: предел
Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости (долговечности) стальных изделий за счет повышения койтактной стойкости и износостойкости.
Указанная цель достигается за счет то- 5 го, что согласно способу термической обработки стальных изделий, включающему термоциклическую обработку с нагревами до температуры аустенизации, выдержками и охлаждениями и окончательное охлажде- 10 ние, нагревы ведут до Асз + 180;..190 С, причем до точки Кюри — c скоростью 1630 С/с, а затем — со скоростью 8 — 15 С, выдержкй осуществляют в течение 5-10 с, а охлаждения проводят до температур троостобейнитного превращения, приЧем до точки Кюри со скоростью 14-17 С/с, далее — со скоростью 10 — 12 С/с. а после термо-циклической обработки при температуре троостобейнитного превращения осуществ- 20 ляют изотермическую выдержку в течение
1500-2000с.
Известный и предлагаемый способы являются способами термической обработки, включают многократный нагрев до темпера- 25 туры выше Асз, выдержку при данной температуре.
Термоциклическая обработка в таких условиях позволяет повысить уровень прочкости, ударной вязкости, твердости и из- 30 мельчить зерно, что и позволяет йовысить зксплуатацион кую стойкость (долговечность) стальных изделий путем уменьшения износа и выкрашивания рабочего слоя.
Для определения оптимальнь1х режи- 35 мов термической обработки используют образцы из стали 9ХФ диаметром 16...27 м и длиной 60 мм. Химическйй состав стали, ; углерод ОЯ5; кремний 0,39; марганец
0,43; хром 1,4; никель О, t3; ванадий 0,17, 40 медь 0,14; сера 0,007; фосфор 0,02, Критические точки стали 9ХФ: Ac> =- 740 С; Асз
760; М = 185-215 С.
Опорные валки непрерывного широко- „ полосного станка 2000 горячей прокатки характеризуется следующими свойствами: твердость 286 НВ, ов = 907 Mila. ог = 506
МПа, KCU 11,8 Дж/см, Для исследований образцы отжигаюг при 800 С в течение 2 ч, а затем охлаждают с печью. При атом обеспечивают твердость 15...25 HRC . прочности, ударная вязкость, номер зерна, твердость, количество циклов до проявления питинга, испытания.на контактную усталость проводят на МКВ при ок =650 МПа.
Результаты испытаний приведены в таблице, Пример, Опорный валок из стали 9 ХФ непрерывного широкополосного стана 2000 устанавливают в вальцешлифовальный станок, где ему придают профилировку. Производят измерение исходной твердости бочки опорного валка при помощи твердомера
ТБП-4, В данном случае твердость составляет 40 HSD. Затем валок устанавливается в установку термоциклической обработки и валок закрывается термокожухом и проводят его подогрев газовыми горелками до
520 С, Валок при этом вращается со скоростью 30 м/ч.
После выдержки в течение 3 ч при 320 С вводят кольцевой индуктор диаметром 1620 мм, подключенный к источнику питания с частотой 50 Гц и напряжением 1000 В, мощностью 1800 кВт. Ширина индуктора 140
Включают индуктор и осуществляют нагрев до 940 С со скоростями на первой ступени до точки Кюри 20 С, на второй ступени от точки Кюри до температуры аустенизации соответственно. Индуктор вдоль бочки валка перемещается со скоростью 20 мм/с, что обеспечивает выдержку при 940ОС в течение 7 с, За индуктором вместе с ним перемещается спрейер, который соответственно обеспечивает охлаждение на первой и второй ступени со скоростями 15 и 10 С/с соответственно.
После первого прохода индуктор возвращается в исходное положение и процесс повторяется, . многократно осуществляется при этом 6...9 циклов, По окончании последнего цикла валок при вращении в термоко; жухе выдерживается при 520 С в течение
1800 с, а дальнейшее его охлаждение про- . изводят в термостате. После охлаждения валок шлифуют и производят контроль его твердости, твердость валка соответствует
55...60 Н$0;
Использование предлагаемого способа термической обработки стальных изделий позволяет увеличить ресурс работы прокатных валков в 1,5...2 раза.
Формула изобретения
Способ термической обработки стальных изделий, преимущественно валков, включающий термоциклическую обработку с нагревами до температуры аустенизации, выдержками и охлаждениями и окончатель5 1749252 ное охлаждение, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости и износостойкости, нагревы ведут до Асз + 180...190 С, причем до точки
Кюри — со скоростью 16-30 С/с, а затем— со скоростью 8-15 С/с, выдержки осуществляют в течение 5-10 с, а охлаждения проводят до температур троостобейнитного превращения, причем до точки Кюри — со скоростью 14-17 С/с, далее — со скоростью
10-12ОС/с, а после термоциклической обработки и ри температуре троостобейнитного превращения осуществляют изотермическую выдержку в течение 1500-2000 С.
Реимм ОТЦО
Способ терм имеской обработки по примеру
Контролируемые параметры
НКС Heep цв, Яда KCU, зерна /3ы/смз лр ье,с р р .ар
Я 10 ь
1р, С/с
Qt рС/с
990 520 4500 1800 15 . 15 tS 15 36...46 4 " 850 31,8 1,8
990 . " 4500 - 15 . 15 1$ 15 36...50 4 720 13 1,9 т,, лр са - температура аустемизации1 с - температура еидерики при троостобеймитмсрр преврацемимг àe — время
° ЫДЕРМКИ IIPN тампературе аустемивации; ль - еремЯ ВИДЕРиии при темлеРатуРе трооетобейммтмого превраHRIlIlII1 Я - скорость нагрева до томкм кари; 03 - скорость нагрева от точки кари до температуры аустек > к
3 мизации; У - скорость оклакдемия от температуры аустемизации до точки Кари; Q - скорость оклакдеиия от то ки Кари; RRc - твердость, мо ер зерна; tlo - предел прочмостм; KCU - ударная вязкость, Я.10 количество циклов до пройвлемия контактной усталости, примечание. и
Составйтель И.Сарычев
Техред М,Моргентал Корректор И.Муска
Редактор H.Ðîãóëè÷
Заказ 2565 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-Э5, Раушская на6„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Предлвга.1
3
5
7.
9
10 . 11
12
13 . 14 .. l5
16
17
18
19
21
22
23
24. Известный
25 гв
94о
940
52о
«во
520
7
7 /
3
7
7.
7
7
7
7
7
18оа
l8oo
18оо
1SOO
t8oo
1SOO
I800
1ВОО
18аа
t80о
18ОО
18оо
1SOO
18оо
lSOO
1400 2OOO
22 00
2О го га га
2О го
20 го
13
16
16
16
16
16
16 зо
32
20 го
20, 20
lO
1О
lo
1О
1О
1О в
6
to
1О
1о
1О
1S
14
14
13
l7
19
l5
15 1S !
1а
1а
1О
1О
1О
1О в
1г
1г
1О
lO
1Î
40...42
35...45
40...42
40...42
40...42
38... 42
40...42
38...42
40...42
40...42
40...42
40...42
40...42
4o...42
42.;.44
«г...«4
40...42
36...50
40...42
32-..40
42...44
42 ..46
40...42
40...42 г
12
\2 в
12
11
12
6
5
1О
12
12
12
12
12
12 l2
13оо
»оа
13ео
98е
98е
t»e
В7о
1150 t 3oo
1280О
1«оо
97о
11ÎÎ
l2SO
1290
14
25 ° 5
16
24,8 ,17
23,4
24,3
18
12.
14
21
18
22
ll
24
16
22
16 гз
6 з,г
6,3 з. в
6,2
4,3
5,8
4,1 в,г
4,2
4, 1
4 ° З г.в
6,1
S,1 .
5,4
64
З,г
6,3
3,9
6,2
4,5
6 ° 1
6,2
