Способ термической обработки крупных поковок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ик

Социалистических

Ресяубпми

<1в927859

{6I.) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 24.01 80, (21) 2873606/22-02 с присоединением заявки М

{23) Приоритет— (5l)A%. Кл.

С 21 Р 1(78

3Ъеуднретеенный кемнтет

СССР не делам нэебретеннй н етермтнй о (53) УД К 621.785..79 (088.8) Опубликовано 15-05.82. Бюллетень Ме 18

Дата опубликования описания 15.05.82 (72) Авторы изобретения

Л. К. Нагорный, Л. Г. Марьюшкин, Н. М. Ко (71) Заявитель

Краматорский научно-исследовательский и про институт машиностроения (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНЫХ ПОКОВОК

Изобретение относится к металлургии, а именно к термической обработке крупных поковок из флокеночувствительных сталей.

Известен способ термической обработки, заключающийся в том, что иэделие перед за.калкой подвергают дополнительному обезводораживающему режиму, который проводят. при температуре нагрева на 30 — 40 С ниже Ас с

4 выдержкой (1 J.

Однако этот способ не применим для.сплошных сечений размером более 300 мм, изготовленных из сталей повышенной флокеночувствительности.

Известен также способ, согласно которому концентрация водорода в металле снижается под действием магнитного поля, которое накладывают на изделие в процессе иэотермической выдержки в интервале температур 450—

350 С (2). Однако. способ трудоемок, требует специального оборудования для намагничивания.

Известен способ антифлокенной термической обработки крупных -поковок включающий после переохлаждения с температур аустенитиэацин нагрев до 650 С (3).

Однако этот способ характеризуется боль- шой продолжительностью технологического цикла.

Наиболее близким к предлагаемому споообу по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ термической обработки крупных поковок, включающий выдержку после ковки при 550- †6 С, 10 охлаждение до 300 — 320 С, выдержку, нагрев о до Ас + (20 — 40 С), выдержку, охлаждение до 200 — 250 С, выдержку, многократный нагрев и охлаждение с изотермическими выдержками при 640-650 С и 200-250 С и окончательное регулируемое охлаждение (4J °

Недостаток способа заключается.в том, что замедляется диффузия водорода к поверхности заготовок при переохлаждении с температур 640 — 660 цо 200-250 Ñ. распад аустенита при этих температурах переохлаждения быстро затухает, что также замедляет диффузию водорода из металла, в связи с чем необходимы длительные выдержки при 640-660 С.

927859

13

40

Цель изобретения -- сокращение длительно1 сти процесса термической обработки за счет ускорения диффузии водорода иэ металла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки крупных поковок, .включающему выдержку после ковки при. 550 — 650 С, охлаждение до 300—

320 С, выдержку, нагрев до Ас + (20 — 40 С), выдержку, охлаждение до 200--250 С, многократные нагрев и охлаждение с изотермическими- выдержками при 640 — 660 С и 200250 С и окончательное регулируемое охлаждение, после выдержки при 200 — 250 С поковки многократно . нагревают до Ас + (20 — 50 С) и охлаждают до 640-660 С.

Многократный нагрев до Ас, + (20-50 Ñ)

О 1 и охлаждение до 640 — 660 С с,изотермической выдержкой при этой. температуре обеспечиваег следующие благоприятные для диффузии водорода факторы; при 640-660 С обеспечиваются условия для наиболее полного распада непревращенного аустенита в перлит, который обладает повышенной водородопроницаемостью и для максимальной диффузии водорода из металла в этом диапазоне температур. Выдержка при 650 С также необходима для обеспечения постоянного условия для распада нераспавшегося аустенита и для максимальной диффузии водорода; при последующих нагревах выше Ас„устраняется отрицательное влияние выдержки на стабилизацию (устойчивость) к распаду нераспавшегося аустенита. Поэтому сообщаемый подогревом импульс обеспечивает более интенсивный и полный при последующем охлаждении распад аустенита, что ускоряет диффузию водорода из металла; многократный нагрев до температуры выше Ас при4 водит к частичному превращению иа поверхности некоторых объемов перлига в аустенит и к дестабилизации нераспавшегося аустенита.

Вследствие. этого в поверхностном слое.заготовФ ки (поковки) на некоторой глубине образуется по контуру несплошная "тепловая аустенитная рубашка". Образование такой "рубашки создает дополнительные условия для повышения разности парциального давления (Р, > Р ) между внутренними (Р,) и наружными объемами (Р ) так как аустенит, имеющий способность неограниченно растворять в себе водород, как-бы отсасывает на себя водород. При этом диффузия водорода в атмосферу из непреврагценных объемов перлита в аустенит по прежнему не прекращается. При последующих охлажцениях цо 640--660 С.и превращении из локальных объемов, насьгщенных водородом, последний легко удаляется к поверхностным слоям и далее в атмосферу.

Последующие нагрев свыше Ас„и охлаждение до 640 — 660 С дает новые импульсы >скорению диффузии водорода от глубинных слоев к поверхности. Количество таких импульсов зависит от легированности стали, ее флокеночувствительности и массивности поковки.

Пример. Для проверки предлагаемого способа и сопоставления с известным откованы иэ наиболее флокеночувствительной стали

34ХНЗМ ступенчатые пробы диаметром 500/

1700 мм с длиной каждой ступеньки 400 мм.

Каждая из 4 проб весит около 1800 кг. @

Пробы откованы из слитка весом 9 т под прессом 2500 т. Слиток выплавлен в основной мартеновской печи и с температурой около 600 — 650 С подан в вагоне-термосе в цех, где загружают в печь для нагрева под ковку.

Сталь имеет следующий состав,%: С 0,33;

Мп 0,64; Si 0,28; Сг 0,95; Ni 2,81; Мо 0,32;

8 0,016; P 0,014. Содержание водорода, определенное методом вакуумнагрева (на Щ иборе

Баталина) на образцах взятых при разливке стали 7,9 см /100 r.

Степень интенсивности выделения водорода в зависимости от выбранного интервала температур и выдержек определяют следующим образом.

Серию образцов ф 7 мм и 50 мм нагревают до различных температур выше Ас и ниже

Ас и по количеству выделившегося водо1 рода при каждой .данной температуре судят об интенсивности его выделения из металла.

Результаты исследования, проведенные методом вакуумнагрева (прибор Баталина) показы вают, что интервал температур: нагрев выше

Ас на 20 — 40 С и охлаждение ниже Ас на о 1

20 — 100 С является наиболее предпочтительным для ускоренной диффузии водорода из металла, Интенсивность выделения водорода из металла при многократном нагреве до температуры Ac + (20 — 50) С и охлаждении до 640— о

660 С с выдержками определяют на образцах $ 5 мм и 30 мм, взятых от опытного слитка при его разливке. Полностью вьщеление

45 водорода заканчивается через 22 мин. !

Откованные из опытных, слитков поковки,пробы подвергнуты антифлокенному изотермическому отжигу. Содержание водорода в об- разцах вырезанных из темплетов от поковокпроб 1,4 — 1,5 см /?00 r металла, В темплетах, : шлифованных и травленных 20%-ной азотной

- кислотой и 15% персульфата аммония, флокенов не обнаружено.

В результате проведенных экспериментов достигнуто сокращение длительности изотермических выдержек при 640 -660 С и общего цикла антифлокенной термической обработки на 16-18%.

927859 б. кратно, нагревают до Ас + (20 — 50) С и охлаждают до 640 — 660 С.

Способ термической обработки крупных поковок, преимущественно из флокеночувствительных сталей перлитного и мартенситного класса, включающий выдержку после ковки при 550—

650 С, охлаждение до 300 — 320 С, выдержку нагрев до Ас + (20 — 40) С, выдержку, охлаждение до 200 — 250 С, выдержку, многократные нагрев и охлаждение с изотермическими выдержками при 640 — 660 С и 200 — 250 С и окончательное регулируемое. охлаждение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса за счет ускорения диффузии водорода из металла, после выдержки при 200 — 250 С поковки многоСоставитель А. Секей

Техред E. Харитончик Корректор М. Коста

Редактор Н. Киштулинец. Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3174/37

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экслертизе

l, Авторское свидетельство СССР 11 477196, кл. С 21 0 1/78, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 410108, кл. С 21 О 1/78, 1974.

ip 3. Склюев П. В. Водород в крупных поковках. Машгнз, 1963, с. 112.

4. Сборник технологических инструкций по термической обработке поковок и стального литья Ново-Краматорского машиностроительного завода им. В. И. Ленина, Краматорск, 1975, с. 15 — 18.