Способ упрочнения стальных изделий

Способ упрочнения стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СГСР

Класс 18с, 1,„, д» 64083

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при СНК СССР. 1 с.

В. П. Вологдин и А. Д. Демичев

1.— — -=-= ===-=

Способ упрочнения стальных изделий

Заявлено 23 декабря 1943 гоза в НЕВ 31 М 0148 (330758) Опубликовано 31 августа 1944 года

В изде;шях кольцевого или трубчатого сечения, испытывающих в процессе службы давление, направле!гное от центра по радиусу !«анрие!ер, в стволах артиллерийских орудий, трубопроводах высокого давления, протяжных кольцах II;Ip.), имеет место очень неравномерное испол зование металла — высокие напряжения в«утренних слоев и очень незначитеги-,ные напряжения в наружных слоях. Для упрочнения подобных «здслий прибегают к искусственному созданию растягпва!ощих напряжений в наружных слоях изделия и за этот счет сжимающих напряжений во внутренних слоях. В службе упрочненного таким способом изделия, при создании внутри его рабочих давлений, напряжения сжатия внутренних с.юев сначала уменьшаются, а затем, переидя через нулевое значение, становятся растягиBBIoIIlIDtH. но по абсозиотной! величине меньшими, чем получаемые в изделии, не подвергавшемся упрочнени!о, Что же касается наруж«ых слоев, то растягиваю!цие напряжения в них будут возрастать, но не превысят допустимых напряжений, если, конечно, выбор условий упроч«е«ия был произведен правильно.

Эту же задачу упрочнен«я пздегн!я кольцевого иг!и трубчатого се,ения, котору!о в технике реша!от т!!к!!1! с,!ожн!лъ! з(етодoE!, как навпвка «а изделие толстой квадратной полосы, надевание специальных колец и, наконец, прнменяемый ь пруди!ной промь!шлеп«ости авто-! ррстаж, пред«!!значен решать способ согласно настоящему изобрстеш!ю.

Особенность!о предлагаемого способа является то. что создание высоких напряжений сжатия внутрегпшх слоев «зле.шя достигается

Iló Tåм быстрого нагрева поверхностных слоев изделия (на глубн ну

0,2 — 0,3 толщины стенк«1 тока м« высокой частоты до температу ры пластичности стали, т. е. выше !

00= С, а затем быстрого охлажд ния.

Возможность достижения поставленной цели. т. е. нагрева быстрого. и вместе с тем ограниченного то:.«.ко заданной толщиной слоя, прп

1,ндукционном нагреве опрсделяеT- ся тем, что путем выбора частотьг и удельной мощности можно ооеспечить нагрев с кривой распр .д;М 111083.!ения температуры но гг бине, ОЛИЗКОЙ К IIPH MOI I O;II>HHKI .

1Лна 1е говоря, можно почти мгновенно нагреть слой любой толщины прн сохранении остальной массы тела в холодном состоянии. Важной и очень полезной прн этом является, так сказать, автоматичность процесса, т. е. зависимость elo лишь от ряда легко устанавливаемых параметров. что дает однородность результатов, столь важную при массовом примененш! процесса По.п.уясь такого рода нагревом, можно создать в кольце весьма большие !

Напряжения, близкие к предельным.

В конечном счете массивное тело кольца игн! трубки при отсутствии инешнз1х воздеиствий будет иметь весьма большие растягивающие напряжения в некотором наружном с, юе: кольца толщиной, равной

0,2 — 0,3 егo общей толщины. Эти

Напряжен!Ни будут достаточно равномерно распределены но глубине, Оздавая громадное упругое сжаI ие внутренней части кольца. Совершенно очевидно, что такого рода кольцо при создании на его внутреншою поверхность давления дает гораздо большее использова«ис. металла, так как наружные лои кольца при полном внутрен-! ем давлении будут напряжены до предельно допустимых значений.

Подвергнутое многократным повгорным нагрузкам, которые всегда имеют место в подобного рода деталях, такое кольцо покажет значительно большую стойкость, как это и подтвердили опыты, почему этому процессу и должны подверГаться детали прн их изготовлении.

Технология процесса почти coIæpøåíío тождественна с процессом индукционной закалки или осадки Ko;Ictl, Il состоит 13 следую1 ЦЕЫ кольцо п1ютяжной м!1TpHöhl или какой-либо цилиндр изготовляется с внутренним диаметром, несколько превышающим тот диаметр, который должен быть в окончательном .1-нде. Затем оно помещается в кольцевой нндуктор, питаемый током повышенной и.ш BbicoKQII, а иногда н низкой частоты. Через индуктор про!!уcKdcTcH ток достато IHo бо;ншой силы, вызывающий нагрев в очень КороТКос. время наружногo слоя толщиной (0,2--0,3) В. где В--толщина кольца, до температ :ры пластичности мета;!ла, т. е. до

".00 — 900" С. При этом греется лишь наружный слой кольца, середина же его остается холодной. Весь процесс нагрева занимает. при ширине В =- 20 мм около 1- — 2 сск.

После нагрева кольцо быстро охлаждается в соответству!О!пей среде, определяемой маркой стали и массой изделия. Этим процес. V(рочнения заканчивается.

Описанные выше напряжения в кольце возника1от за счет того, что во время нагрева наружного слоя кольца на значительную I,л убину металл его стремится расшириться, чему препятствует связанная с ними наружная х i. iîäHàÿ, а !!отому Нс пластичная, часть, составлявнцая

0,7 — 0,8 ширины кольца. При этом наружная часть претерпевает бол!— шую пластическую деформацию.

После быстрого охлаждения обусловленные этим напряжения переходят в растягива!ощие. ,г

Глуоина нагретогo с.юя и, главное, равномерность температуры в нем по всей глубине создак1т ilpcдельно достижимое сжатие внутренних частей кольца, без разрушения наружной его части, так как при громадных общих i с!!лиях, создаваемых этим слоем, напряжения в нем распределены на достаточно большой площади.

Подобной раьномерности невозможно достигну ть никаким дру! им известным методом нагрева.

Процесс легко может быть автоматизирован, что его зна 11!тес!!Но ускорит.

Для кольца шириной 20 мм один генератор, при достаточной ci o мощности, дает производительность около 1000 †20 колец в час.

Области применения упрочнения по данному методу охватывают протяжные матрицы, цилиндры двигателей и насосов и т. и. наропроводы и воздухоп1)ОИО;.!ьl BI>lcoKoi o давления, орудийные стволь1, ство I!>I P>, tIHOI O ОР; iKIIH, TP, 01>I C

Х«» 6-1083 1Гэедмет изобретеии»

Отв. pi. а;ектор Д. А. Михайлов Техн. ре,тактор М. В. Смольяковк . 1э10 1 э1тэдиисано к печати 16, 1Ч--16 г. Тирани 500 экв. 11ена 65 к. Бак. 318

Тииографии Госилавиа.тата, иэи Боровского, Калуг;к вс61 стенкой, работающие на изгиб, 1(т д

Способ упрочнения стальных изде..шй кольцевого нли трубчатого ...ечения иутсм создания растягива.отпих напряжений в наружных слоях и сжимающих напряжений во внутренних слоях изделия. о т л и— ч а ю шийся тем, что изделия быстро нагревают снаружи токами высокой частоты на глубину. равную 0,2 — 0,3 толщины стенки, до температуры пластичности стали, I. е. выше 700- С, а затем быст1хэ о: 1аж тают