Способ термической обработки чугунных центробежнолитых труб

Способ термической обработки чугунных центробежнолитых труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУННЫХ ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ по авт. св. № 685705, отличающийся тем, что, с цепью повышения прочности, пластичности и jcoppoзионной стойкости чугуна, в процессе охлаждения в интервале температур 650-300 С наружную поверхность труб охлаждают со скоростью 150-300 С/мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

С 21 D 5/04; С 21 D 9/08

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНфГ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 685705 (21) 3594106/22-02 (22) 23.05.83 (46) 30.10.84. Бюл. N 40. (72) П.М.Двоскин, С.М.Двоскин, В.Г.Иванов и И.Ф.Мельниченко (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промьппленности (53) 621.785 .3(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 685705, кл. С 21 D 5/04, 1978.

„„Я0„„1121302 А (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУННЫХ ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ по авт. св. 9 685705, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности, пластичности и коррозионной стойкости чугуна, в процессе охлаждения в интервале температур

650-300 С наружную поверхность труб о о охлаждают со скоростью 150-300 С/мин.

Вариант Скорость охлаждения

С/мин

Температура наружной поверхности труб, С

Предел проч ности на ра

PbIB 6 8, MIa

Коэффициент запаГлубинный показатель тно сительное удлинение,3 %

1 са пласкоррозии, П, мм/год тичности, Ка

0,3

i 02

186

650

100

219

0,71

0,61

0,7

650

150

1 f f213

Изобретение относится к металлур-1 гии и может быть использовано при изготовлении центробежнолитых чугунных труб.

По основному авт. св. Р 685705 известен способ термической обработки чугунных центробежнолитых труб, включающий нагрев до 920-950 С, вы0 держку и охлаждение, согласно которому в процессе нагрева, выдержки и охлаждения в полость трубы подают хладагент, при этом температуру внутренней поверхности поддерживают в ин тервале температур 200-300 С, а в качестве хладагента используют водовседуввум смесь (1) .

Такой способ позволяет получить температуру. средних и внутренних слоев трубы в течение всего процесса отжига не выше 500 С, благодаря чему

0 исключается распад перлита и рост включений графита в этих слоях и, как результат, обеспечивается повышение прочности отливки.

Однако при использовании данного способа отжига труб на границах зерен, особенно в наружных слоях отливки, обнаруживаются мелкодисперсные включения карбидов, карбонитридов, фосфидов и. других включений, которые 30 вызывают хрупкость чугуна, снижают его прочность, пластичность и коррозионную стойкость.

Целью изобретения является повьппение прочности, пластичности и корро- 35 зионной стойкости чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки чугунных центробежнолитых труб, в процессе охлаждения 40

0 в интервале температур 650-300 С наружную поверхность труб охлаждают со скоростью 150-300 С/мин.

Эффективным способом предотвращения образования включений в межзеренном пространстве является ускоренное охлаждение труб в интервале температур 650-300 С. При этом отсутствие

0 загрязненности границ зерен достигается за счет охлаждения наружной поверхности трубы со скоростью 150300 С/мин. При меньшей скорости охлаждения не обеспечивается достаточная чистота границ зерен; более высокая скорость охлапдения (свьппе

300 С/мин) существенно не повышает качество труб и поэтому экономически не целесообразна.

Пример. Центробежнолитые трубы из серого чугуна диаметром

300 мм и длиной 6 м подвергали отжигу в методической отжигательной печи при 945 С. Сразу же после загрузки в отжигательную печь в полость труб с помощью специальной форсунки начинали подавать водовоздушную смесь. Давление воздуха в смеси поддеркивалось на уровне 0,5 МПа, расход воды 0,06-0,3 м /ч . Время выдержки труб в печи отжига составляло

25 мин. После выдачи труб из печи и достижении их наружной поверхностью

650 С, не прекращая подачи хладагента в полость трубы, на наружную поверхность начинали подавать аналогичный хладагент, обеспечивая различную скорость охлаждения. При достижении-трубами 300 С охлаждение о наружной поверхности прекращали (температура замерялась контактными термопарами). Для сравнения обрабатывали трубы по известному способу (без охлаждения наружной поверхности) .

Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Показатели качества труб

1121302

Продолжение табл. I

Предел проч- Показатели качества труб ности на ра

Вариант

Скорость охлаждения

С/мин

Температура наружной поверхности труб, С рыв, В,МПа Относи" тельное

l„ удлинеие,е Й

Коэффициент запаГлубинный показатель коррозии

П, мм?год са плас" тичности

Ка

0,8

0,65

0,70

225

650

232

300

0,68

240

0,70

650

0,9

0,69

650

239

0,76

0,9

350

160

0,49

1,50

225

500

0,2

550

176

225

0,53

1,35

600

214

0,5

225

0,59

0,83

0,70

232

225

650

0,8

0,65

250

700

225

0,50

1,24

Табгица2

Способ отжига труб

Показатели качества труб лубиный поКаэффици ент запа

Относительное удлинение 8, Ж са плас- азатичнос ель ности

Ка орроии П, мм/год

1,10 50 2,7

0,44

181 0,3

Известный

Предлагаемый

0,65 0,70 59 2, 1

650 2.32 0,8

225

Как видно из табл, 1, оптимальная с точки зрения качества труб, скорость охлаждения их наружной поверхо ности находится в пределах 150-300 С/ у

/мин (варианты 2,3,4), При меньшей, скорости охлаждения, например 100 С/ о

/мин (вариант 1), не обеспечивается достаточная чистота границ зерен, что сказывается на качестве труб— снижаются прочность, пластичность и коррозионная стойкость металла отливок.

Увеличение скорости охлаждения сверх 300 С/мин (вариант 5) сущестСкорость охлаждения, оС/мин

Температура по верхности труб, Ос

Предел прочности Â>

МПа

Модуль кольцевой прочности

R, MIIa

Брак труб по трещи намэ

1121302

Составитель И.Липгарт

Редактор Н.Швьдкая Техред З.Палий Корректор N.Äåì÷èê

Заказ 7893/19 Тираж 539 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул. Проектная, 4 венно не повышает качества труб и экономически не целесообразно.

Варианты 6-10 (табл. 1) показывают результаты проведенных исследований с изменением температуры наружной поверхности труб к началу охлаждения.

Как видно, охлаждение нужно начинать именно при 650 С. Охлаждение о о от более высоких температур (700 С и вышее, вариант 10) приводит к подавлению процесса ферритизации чугуна, результатом которого является повышение предела прочности, но при этом существенно снижаются пластические и коррозионные свойства труб,.

Охлаждение от более низких температур (600 С и ниже, варианты 8,7 о и 6) также отрицательно сказывается на качестве труб, так как при этих температурах начинается процесс выделения избыточной фазы по границам зерен, что приводит к охрупчиванию металла и снижению механических, а также коррозионных свойств.

Дальнейшее охлаждение наружной поверхности труб при достижении

300 С не имеет смысла, так как процессы выделения избыточных фаз из твердого раствора к этому температурному интервалу практически прекращаются.

Качество труб оценивалось пределом прочности на разрыв продольных образцов, относительным удлинением, глубинным показателем коррозии П и коэффициентом запаса пластичности

Ка. Коррозионные свойства определялись в среде 93 -ной серной кисло ты. Коэффициент запаса пластичности представляет собой отношение удельных упругих деформаций а „ и а д„ аул

1ð Ka= — —.

+ ljqP

Удельные упругие деформации вычислялись как отношение работ плас тической Ад и упругой А пр деформаций к площади поперечного сечения образца (в идеале хрупкого разрушения не происходит, когда Ка=1).

Как видно из табл. 2, применение предлагаемого способа отжига труб значительно улучшает важнейшие характеристики их качества. Одним из следствий этого является снижение брака труб по трещинам в среднем на 0,67.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить прочность, пластичность, коррозионную стойкость чугуна в трубах и снизить их брак по трещинам, занимающий преимущественное положение по сравнению

ЗР с другими дефектами труб.

Годовой экономический эффект от использования изобретения составит свыше 68 тыс. руб. в год .