Способ термической обработки стальных колес

Способ термической обработки стальных колес

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сове скнх

Соцналмстнмескнх

Ресяублмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1>) -575374 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено21.06.76 (21)2Э76465/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковаис(05.10.77аБюллетень №Э7 (01) М. Кл.

С 21 Э 9/Э4

Гасударственны! коинтет

Совета Мнннотроа СССР ао делан нзооретеннМ а откратнй

К 821.785,798 ,629. 1 1.012. Э (088.8) (40) Дата опубликования описаний 22.10.77

И. Г. Узлов, А.Т. Есаулов, B. А. Сацкий, Н. Г. Гавриленко, Г. А. Блажиов, А. С. Кудлай, Н. И. Данченко, М, И..Староселецкий Ю. Г. Русланов, В. К. Гладуш, М. В. Кузьмичев, 3. М, Bocsc, В. Н. Ященко, Е. Н. Шмаков, О. Н. Перков, В. В. Белоусова и H. И. Сушко (72) Авторы изобретения

Институт черной металлургии и Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии (7<), 3аявители (54) СПОСОБ, ТЕРМИЧЕСКИ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ

КОЛЕС

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности, в частности к термической обработке стальных железнодорожных и крановых колес. известен способ термической обработки стальных колес (железнодорожных и кран<т» вых), включающий нагрев колеса до температуры аустениэации, выдержку при атой температуре, термоупрочненне его обода и отпуск при оптимальных температурах и про- ð должительностях. При этом закаливают Ъри вращении колеса (в горизонтальной или вертикальной плоскости) воздействием на

его обод охлаждающей жидкостью иэ спреА» ерных устройств. В зависимости от химичес- )к кого состава стали и типоразмеров процесс термического упрочнвния обода железнодорож ного колеса длится от 80 до ?20 сек. При этом обод колеса от 820-;860 С до Э20т о

420 С охлаждается со средней скоростью о

2-5 /сек.

Затем осу»астап»от отпуск копеек (1).

Однако известный способ не обеспечивает высокий комплекс механических свойств по сечению обода колеса и низкий уровень

2 остаточных напряжений в элементах колеса.

Это обусловлено тем, что в процессе осу ществления способа не предусматривается изменение параметров охлаждения, онрвделяющих скорость охлаждения, что исключает возможность ее регулирования в различных температурных интервалах в процессе закааки. Исследования по изучению температур ного поля в колесе при его закалке показе ли, что скорости охлаждения в различных участках обода в температурном интервале

800-ЭООоС изменяются в пределах

2-:-5 град/сек.Для получения высо кодиспе рснык продуктов распада аустенина, более высокого уровня механических свойств и sasaoro уровня остаточных напряжений в элементах колеса, целесообразно охлаждение в процессе закалки производить с разными скоростями в различных температурных интервалах.

Цель изобретения - повышение комплекса механических свойств и снижение уровня остаточных напряжений в элементах колеса"

Это достигается тем, что в процессе зэка ки колеса охлаждение обода от температуры аустениэапии до температуры Мн + (ЭОО

120

140

Тираж 693

Подписное

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

3 о 350 С) ведут со скоростью 10-15 град/сек, а дальнейшее охлаждение до температуры о

32&$ 420 С со скоростью 1 2 град/сек.

Более выс окая с корост ь охлаждения обода колеса в верхнем температурном интервале по предлагаемому способу термообработ ки обеспечивает получение продуктов p8ccch да аустенина большей степени диснерсности и меньшее количество структурно свободного феррита. Это приводит к получению более, 10 гомогенной структуры и более высокого уровня механических свойств.

Замедленное (с меньшей скоростью) охлад дение в интервале температур от Мн + о

+ (ЗОО-:350 С), до 326+420 С, в кото- 15 ром формируется система остаточных напря жений меньшей величины.

Колесо нагревают. до температуры аусте низации, выдерживают при этой температуре и ведут дифференцированное охлаждение его gp обода в температурном интервале (Ac> +

+ 30) -. (320 +420)) С. При атом охлаждение обода от температуры аустенизапии о до Ми+{300-;350 С) ведут со скоростью

10-;.15 град/сек, дальнейшее охлаждение до и температуры 1 3204420 С - co скоростью

1ф2 град/сек.

Дифференцированное охлаждение обода колеса при реализации данного способа можно 10 обеспечить различными методами. Например., в температурном интервале (Ас +30)-;Мн +

+ (300-:350) С охлаждение обода со скоростью 10ф15 град/сек обеспечивается за счет увелйчения активной зояы охлажде- 85 ния обода. По достижении температуры обода

Мн + (300-;-350) С при закалке колеса уменьшается количество подаваемой на обод охлаждающей жидкости путем отключения одной группы спрейерных устройств. 40

Момент изменения скорости охлаждения обода определяется экспериментально по времени достижения температуры Мн+(300 . 350) С. После закалки производят отпуск колеса, 45

Данный способ термической обработки колес опробован в опытно-промышленных условиях при закалке колес, изготовленных из стали с содержанием углерода 0,57% по следующим режимам: температура нагрева колеса

С 830-840

Время охлаждения от 840 .до 600 С, сек о

ЫНИИПИ, Заказ 3993/19

Скорость охлаждения в этом интервале, град/сек 11-12

Расход воды в этом температурном интервале, м /час э

68

Давление воды, атм 4

Время охлаждения от 600 о до 360 С, сек

Скорость охлаждения в этом температурном интервале, град/сек 2

Расход воды в этом интервале, м /час

Ф

37

Давление воды, атм 392

Общее время охлаждения, сек

Временное сопротивление разрыву колес но предлагаемому

2 способу - 105Д.07 кг/мм и по известному б = 90 100 кг/мм, Уровень остаточных сжимающих напряжений в ободе колес 15-:20 кг/мм в пере. ходах из диска в обод и ступину растягиваЯ юшие напряжения 104.15 кг/мм .

По известному способу в ободе сжимаюшие - 20-25 кг/мм, в переходах из диска в обод1и ступицу растягиваюшие - 2025 кг/мм, Кроме того, за счет интенсификации про цесса охлаждение от темпеватуры аустенизании до Мн + (300-, 350) С повышается производительность устройств.

Формула изобретения

Способ термической обработки стальных колес, преимущественно железнодорожных, включающий нагрев до температуры аустенизации выдержку, прерывистое охлаждение о обода колеса до 320-420 С в течение 80220 сек и отпуск, б т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочностных характеристик и снижения уровня оста точных напряжений, после аустенизании производят охлаждение до температуры,rtpeвышаюшей температуру Мн на 300-350 со скоростью 10-15 град/сек, а затем до

320-420 С - со скоростью 1-2 град/сек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Технологическая инструкция "Производство ценьнокатаных I колес", ТИ 14П75, Нижне-Тагильский металлургический комбинат, 1975, с. 62-63..