Способ предварительной термической обработки крупных поковок

Способ предварительной термической обработки крупных поковок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскид

Социалистических

Республик

<л933739 1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.02. 80 (21) 2880206/22-02 с присоединением заявки М9(23) Приоритет

Опубликовано 0706.82, Бюллетень ¹21

Дата опубликования описания 07.06.82

Р )М g> з

С 21 0 1/26

С 21 0 1/78

С 21 0 9/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 621. 785.

° 79 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.С.Ыейко, A Â.Êîâàëü÷åíêî, A.Í.Ìèíêîâ, A.Â.Öàðåí и В.П.Скрипка

Краматорский завод Энергомашспецсталь

) "" н Краматорское отделение Научно-проиэводствфнного объединения ЦНИИТМАШ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛБНОИ ТЕРМИЧЕСКОИ

ОБРАБОТКИ КРУПНЫХ ПОКОВОК

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно энергетическому, тяжелому и транспортному, и может быть использовано при первичной термической обработке крупных поковок иэ углеродистых и легированных сталей.

Известен способ предварительной термической обработки крупных поковок, состоящий из копежа при температуре 500-650оС, одного илн нескольких переохлаждений до 200-400 С с последующей выдержкой при этой температуре, одной или нескольких изотермических выдержек при температу.ь ре 640-660оC и окончательного охлаждения с регламентированными скоростями (13.

Однако известный способ не обеспечивает перекристаллизацин структу- ры стали после ковки.

Известен также способ предварительной термической обработки крупных поковок, в котором помимо указанных операций производят также нагрев на температуру аустенизации с температуры копежа или первого переохлаждения.

Одним иэ важных периодов в режиме антнфлокенной обработки яВляется процесс переохлаждения поковок и выдержки при температуре переохлаждения, Количество переохлаждений зависит от марки стали, способа ее выплавки, размера сечения поковки и содержания водорода в исходном металле. Ilepeoxлаждения производят с целью обеспечения более полного распада аустенита н выделения водорода иэ металла во внутренние дефекты Г1).

Недостаток известного способа заключается в большой длительности процесса ввиду охлаждения поковок.

Наиболее близким к предлагаемо« му по технической сущности и достигаемому техническому эффекту, является способ предварительной тер.мической обработки поковок валков, включающий охлаждение с температуры конца ковки до 500-650оС, нагрев до

A g + (20-40 С), выдрржку, охлаждение на воздухе, а затем в печи до 200400 С, выдержку, нагрев до 640-710 С, в адержку и охлаждение с регламентированной .скоростью (2).

Недостаток известного способа заключается в том, что вследствие различий в сечениях поковок и плотности их укладки в рабочем пространстве печи, а также необходимости

933739 обеспечения полного распада аустенита по всему сечению валка, охлаждение поковок на воздухе производят до температуры, не превышающей заданную температуру переохлаждения в месте наименьшего сечения поко5 вок. Такое охлаждение приводит к неравномерному распределению температуры в поковках, и для ее выравнивания при последующем охлаждении вместе с печью требуется эна- 10 чительное время, что приводит к удлинению всего цикла предварительной термообработки.

Цель изобретения — сокращение длительности процесса. t5

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу предварительной термической обработки крупных поковок, включающему охлаждение с температуры конца 20 ковки до 500-650, нагрев до

A<>+(20-40ОC), выдержку, охлаждение на воздухе и в печи до 200400 С, выдержку, нагрев до 640-710 С выдержку и окончательное с регламен- 25 тированной скоростью охлаждение с температуры Ас +(20-40ОС) на воздухе

3 и в печи осуществляют попеременно; при этом охлаждение в печи производят в течение 2-4 ч с дополнительной подачей воздуха в места садки с повышенной температурой.

Вследствие различия сечений и плотности укладки охлаждение садки поковок на воздухе, как указывалось выше, происходит неравномерно. При последующей выдержке в печи эа счет подаваемого воздуха и отвода тенла в места с пониженной температурой в тепловых узлах происходит снижение температуры, в то время как 40 температура поверхности поковок в минимальном сечении остается на достигнутом уровне или даже повышается. Так как при подаче воздуха в печи создается незначительное избы- 45 точное давление, то опасность переохлаждения поковок у загрузочного окна за счет подсоса холодного воздуха практически исключена. При последующем охлаждении на воздухе сниже- 50 ние температуры поверхности поковок происходит во всей садке.

Выкатывание подины на пролет и подачу воздуха через горелки в месте садки с повышенной температурой (и тепловые узлы ) продолжают до ., тех пор, пока температура поверхнос ги поковок по всей садке не достигае т еб емой т р у

В случае достижения поверхностью поковок у торцов или в другом какомлибо месте печи нижнего предела температуры переохлаждения необходимо разжечь переднюю, заднюю .(или ту и J 65 другую вместе) или расположенную напротив места с достигнутой температурой горелку на минимум для исключения дальнейшего снижения температуры поверхности в этих местах, выкатывания подины прекращают, а в тепловые узлы продолжают подачу воздуха через горелки до тех пор, пока температура поверхности поковок в этих местах не достигает заданной.

После этого подачу воздуха прекращают, печь уплотняют и через одиндва часа ставят на выдержку. С целью интенсификации процесса охлаждения садки на воздухе возможна также принудительная подача охладнтеля (воздуха, водо-воздушной смеси и т.д.) в тепловые узлы садки.

Пример 1.

Садку поковок (диаметр бочки

1190 мм, диаметр шеек — 630 мм иэ

10 шт. валков) из стали 60ХН массой 232 т с температуры копежа 590610 С в течение 1 ч охлаждают на воздухе до температуры поверхности шеек 350-370ОС, при этом температура поверхности бочек валков превышает 450о С, после чего подачу закатывают в печь. Заданная температура переохлаждения — 300-350 С.

Через нижние и верхние горелки, расположенные против бочек валков, подают в печь воздух в течение 2 ч.

Температура поверхности шеек поковок после этой операции — 300-350оС

{на шейке у загрузочного окна

300ОC). Разжигают переднюю горелку, а через горелки, расположенные против бочек, подают воздух в ".å÷åíèå

3 и 3,5 ч с 20 минутным охлаждением садки на воздухе между этими периодами. Температура поверхности шеек становится 295-300ОС, бочек — 325330ОС, после чего разжигают крайние горелки у горячего торца печи, а через горелки против бочек дают воздух еще 3 ч. После укаэанных операций температура поверхности поковок всей садки достигает 295-320 С. Пода ча дополнительного воздуха через горелки прекращается, печь уплотняется и через 1 ч становится на выдержку, Пример 2.

Садку поковок массой 260 т охлаждают до температуры 850-870 С на воздухе 5 ч, после чего подину закатывают в печь и через горелки подают воздух. Заданный интервал переохлаждения 300-320 С. Температуру поковок эамеряют гибкими термопарами, спаи которых пластинами толщиной 2 мм прижима!от к поверхности. После 2-х часовой выдержки в печи температура поверхности изменяется от 440 до

520 С (через 1 ч до 510 C) и от 335 до 425ОC (через 1 ч до 410 C) соот933739 Ð <à изобретения

Составитель A. Секей

Техред М. Надь

Корректор В.Бутяга.1

Редактор С.Запесочный

Заказ 3866/8 Тираж 587 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 ветственно для поковок сечением

1150 и 400 мм. Эти данные свидетельствуют о том, что перераспределение тепла по сечению за вре ля менее

2-х ч не завершено.

В области, к близкой заданному. интервалу переохлаждения (4-ое закатывание) температура поверхности поковки сечением 400 мм изменяется от

345 С за 4 ч (через 2 ч - до 340 С, через 3 ч — до 345 С) . При дальней- 10 шем увеличении продолжительности выдержки начинается медленное снижение температуры, поэтому применение выдержки длительностью более 4-х ч является неэффективным из-за общего удлинения цикла. Поэтому оптимальной продолжительностью выдержки садки в печи с подачей воздуха через горелки между выкатываниями является 2-4 ч.

Использование предлагаемого способа предварительной термообработки обесПечивает более высокую равномерность температур поковок по всей садке и сокращает продолжительность од ного переохлаждения на 8-12 ч, что сокращает продолжительность всего цикла предварительной термообработки на 5-10Ъ.

Способ предварительной термической обработки крупных поковок, включающий охлаждение с температуры .конца ковки до 500-650 С, нагрев до Ag +(20-40 С), виЪ держку, охлаждение йа воздухе и в печи до 200-400 С, выдержку, нагрев до 640-710 С, выдержку и охлаждение с регламентированной скоростью, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса, охлаждение с температуры

Ас + (20-40 С) на воздухе и в печи осуществляют попеременно, при этом охлаждение в печи производят в течение 2-4 ч с длительной подачей воздуха в места садки с повышенной температурой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Райцес В.Б. Термическая обработка на металлургических заводах. Металлургия 1971, с. 218-220.

2. Гедсон М.В., Соболь Г.П., Паисов И.В. Термическая обработка валков холодной прокатки. Металлургия, 1973, с. 192-195.