Закалочная среда

Закалочная среда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая воду и сульфитный щелок, преимущественно моносульфитный, отличающаяся тем, что, с целью сохранения охлаждающей способности среды до температуры кипения, она дополнительно содержит минеральную кислоту при следующем соотнесении компонентов, мас.%: Моносульфитный щелок 0,5-15,0 Минеральная кислота 0,04-0,75 ВодаОстальное 2. Среда по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве минеральной кислоты, она содержит I серную.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (}9) (Ц) А

OllHCAHHE ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3421407/22-02 (22) 08.04 ° 82 (46) 07.03,84. Бюл. М 9 (72) В.A. Ворошилов, Г.И. Тихонов, Л.С. Шабалина, Ю.И. Кочуркина и В.Г. Журавлев (71) Проектно-конструкторское и технологическое бюро химического машиностроения (53) 621.78.063(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 773097, кл. С 21 D 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 908854, кл. С 21 D 1/60, 1980. (54) (57) 1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая воду и сульфитный щелок, преимущественно моносульфитный, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью сохранения охлаждающей способности среды до температуры кипения, она дополнительно содержит минеральную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Моносульфитный щелок 0,5-15,0

Минеральная кислота 0,04-0,75

Вода Остальное

2. Среда по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве минеральной кислоты, она содержит серную.

1077931

В качестве материала для изготовления образцов берут сталь 40Х из одной партии и плавки. Образцы готовят цилиндрической формы диаметром

35 мм, высотой 35 мм. Закалочные среды готовят из концентрата моносульфитного щелока в рабочих средах, 60 вес.Ъ: 0,3; 0,5; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0;

15,0; 20.0. С каждой концентрацией моносульфитного щелока в рабочих средах изготовлено по б составов:

1 состав — без, добавления серной кис-65

Изобретение относится к закалочным средам, применяемым при термической обработке металлов и сплавов.

Известна закалочная среда, пред<=-тавляющая собой водный раствор сульфитно-спиртового щелока с добав5 кой щелочи (1) .

Недостаток известной среды заключается в том, что с повышением собственной температуры среды происходит снижение ее охлаждающей способ- (О ности

Наиболее близкой к предлагаемой является среда для закалки, содержащая воду и моносульфитный щелок при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: моносульфитный щелок 3,0-15,0; вода — остальное.

Данная среда обладает промежуточными ме>сду водой и маслом охлаждающими способностями (2) .

Однако она сохраняет закалочные свойства при температуре раствора до 45-50 С, что затрудняет использование данной среды при .более высоких температурах. 25

Цель изобретения — сохранение охлаждающей способности среды до температуры кипения °

Поставленная цель достигается тем, что закалочная среда, содержащая воду и моносульфитный щелок, дополнительно содержит минеральную кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Моносульфитный щелок 0,5-15,0

Минеральная кислота 0,04-0,75

Вода Остальное

Предлагаемая среда в качестве минеральной кислоты содержит серную.

Введение минеральной кислоты, например серной, в водный раствор суль-40 фитного щелока способствует тому, что закалочные свойства среды сохраняются вплоть до температуры кипения, обеспечивая при этом отсутствие процесса брожения и плеснеобразования, 45 высокие антикоррозионные свойства.

Кроме того, при расширении .рабочего интервала температур сохраняется высокая закаливающая способность среды при отсутствии трещин и обеспе-50 чение высокой твердости.

При получении сравнительных данных проведены испытания. лоты, .11 состав — c добавлением

0,005Ъ кислоты (рН-4), 111 состав с добавлением 0,04Ъ кислоты (рН-З), 1У состав — с добавлением 0,22 кислоты (рН-2), У состав — с добавлением 0,75Ъ кислоты (рН-1); Уl состав с добавлением 1,5Ъ кислоты (рН-0,1) .

Закалку образцов производят после нагрева образцов до 840ОС в камерной электрической печи и охлаждения в указанных средах.

В каждой рабочей среде этих составов закаливают по 5 штук образцов при температуре среды в диапазоне

20-40, 60-80, 90-100 . Все образцы осматриваются и проходят дефектоскопию на наличие трещин до и после закалки.

Средние результаты испытаний по наличию трещин и полученной твердости приведены в таблице.

Как известно, для деталей из стали 4ОХ малых сечений необходимая твердость при закалке на мартенсит должна быть не ниже 52-53 ед.HRC. Из приведенной таблицы видно, что среда с содержанием сульфитного щелока

О,ЗЪ без добавки кислоты закаливает резко, с трещинами, причем с повышением температуры ее з.акаливающая способность падает и трещинообразование сохраняется. С добавкой же кислоты снижение закаливающей способности с повышением температуры несколько уменьшается и тем заметнее, чем больше процент этой добавки.

Однако склонность к трещинообразованию сохраняется, особенно при температурах 20-40 С.

Среды с содержанием сульфитного щелока 0,5 8,0; 15,0 без добавки кислоты обеспечивают при температурах 20-40 С необходимую твердость, но с явлениями трещинообразования.

С повышением температуры закаливающая способность падает, твердость оказывается недостаточной. С добавкой кислоты при одинаковых-температурах среды закаливающая способность улучшается, при этом содержание кислоты 0,4 вес.Ъ (рН=З) и выше обеспечивает необходимую закаливающую способность сред 11, 111 и lу составов во всем интервале температур, т.е. от 20 до 100 С. В то же время трещинообразование при закалке в этих растворах отсутствует.

Среда с 20,0Ъ-ным содержанием сульфитного щелока вследствие высокого содержания щелока характеризуется недостаточной закаливающей способностью. Добавка кислоты несколько увеличивает зту способность, но недостаточно.

Добавка кислоты в количестве большем чем 0,75Ъ (состав Уl) не дает дальнейшего улучшения закаливающих свойств.

1077931

На основании данных таблицы можно сделать вывод о том, что оптимальными следует считать составы 11, 111, 1У, т.е. те среды, которые содержат моносульфитный щелок в количестве

0,5-15,0% и.серную кислоту в коли- 5 честве 0,04 (рН=З) — 0,75 (рН=1)Ъ.

Твердость (EjRC) и наличие трещин у образцов закаленных

I в различных составах

Температура среды при закалке, С

IV

IZZ т1

59/Есть 59/Есть 59/Есть 59/Есть 59/Есть 59/Есть

52/Есть 53/Есть 54/Есть 54/Есть 55/Есть 55

20-40

60-80

0,3

50/Есть 51/Есть 52/Есть 53

90-100

20-40

58

58/Есть 58/Есть 58

58

57

56

53

60-80

90-100

0,5

20-40

58

57

57

60 80 56 56 55

2,0

55

53

54

53

57

56

56

54

3,0

54

54

56

56

56

54

54

5,0

90-100

53

52

45

20-40

55, 55

55

53

53

60-80

90-100

53

52

52

52

10iО

55

55

54

20-40

53

60- 80

90-100

53

54

48

51

15,0

20-40

40-80

90-100

48

50

20,0

4.2

46

41

40

39

П р и м е ч а н и е: Во всех остальных случаях трещин нет.

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Заказ 868/18

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул.Проектная, 4

Содержание моносульфитного щелока, мас.Ъ

90-100

20-40

60-80

90-100

20-40

60-8О

Предлагаемая среда для закалки металлов по сравнению с известной обеспечивает необходимую твердость и отсутствие- трещинообразования в закаливаемых изделиях при рабочих температурах среды вплоть до температуры кипения.