Спосіб термічної обробки вилитих виробів

Спосіб термічної обробки вилитих виробів, який включає нагрів, витримку в визначеному температурному інтервалі та охолодження, який відрізняється тим, що спочатку виріб нагрівають до повного зникнення магнітних властивостей, потім охолоджують до відновлення магнітних властивостей та фіксують цей температурний інтервал, після чого здійснюють витримку в температурному інтервалі магнітного перетворення. (19) (21) u200814954 (22) 25.12.2008 (24) 10.06.2009 (46) 10.06.2009, Бюл.№ 11, 2009 р. (72) КЛИМЕНКО ОЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, UA, КЛИМЕНКО ЄВГЕН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, ПОДЛЄСНА ТЕТЯНА АНАТОЛІЇВНА, UA, ІВЧЕНКО ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ВЕЛИЧКО МИХАЙЛО ТИМОФІЙОВИЧ, UA (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ, UA 3 (Росія), і не забезпечує показників ударної в'язкості при низьких температурах на рівні вимог цього стандарту до даного виду продукції. В основу корисної моделі поставлено задачу зменшення енергетичних витрат на термічну обробку шляхом зниження температури нагріву та скорочення тривалості витримування при забезпечуванні механічних властивостей вилитих виробів, зокрема характеристик ударної в'язкості на рівні вимог вітчизняного та міжнародних стандартів, а також зниження собівартості продукції. Технічний результат полягає в тому, що завдяки застосуванню способу термічної обробки вилитих виробів, .який здійснюється по відповідним режимам, зменшуються енергетичні витрати та собівартість продукції, та отримуємо вилиті вироби, що мають необхідний рівень ударної в'язкості KCU-60°C ³48Дж/см2 і відповідають вимогам вітчизняного та міжнародних стандартів. Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі термічної обробки вилитих виробів, який включає нагрів, витримку в певному температурному інтервалі та охолодження, спочатку виріб нагрівають до повного зникнення магнітних властивостей, потім охолоджують до відновлення магнітних властивостей та фіксують цей температурний інтервал, після чого здійснюють витримку в температурному інтервалі магнітного перетворення. Вибір термічної обробки, коли вироби нагрівають до повної втрати магнітних властивостей, потім охолоджують до відновлення магнітних властивостей та фіксують цей температурний інтервал, зумовлюється тим, що таким чином визначаємо інтервал магнітного перетворення, у якому здійснюють витримку впродовж певного часу. Температура магнітного перетворення залежить від хімічного складу виробів, та їх структурного стану. При виготовленні рам бокових залізничних вагонів зі сталі марки 20ГЛ немає необхідності навмисно підвищувати температуру нагріву виробів під час відпалу, як і тривалість витримки тому, що температура магнітного перетворення для сталі цього хімічного складу складає 770°С. При цьому, час необхідний для перекристалізації і усунення залишкових внутрішніх напружень складає біля 100 хвилин. Це дозволяє одержувати вилиті вироби з пластичними властивостями на рівні вимог ОСТ-32.183 - 2001 «Тележки двухосные грузовых вагонов колеи 1520мм. Детали литые. Рамы боковые, рамы надрессорные» (Росія) властивостей: sт³294МПа, sв³490МПа, d5³18%, y³25%, KCU-60°C ³24Дж/см2. Порівняння із найближчим аналогом показує, що спосіб термічної обробки вилитих виробів, який 41805 4 заявляється, відрізняється тим, що нагрів виробів здійснюється до більш низької температури (770...790°С) при витримці впродовж меншого часу (100 хвилин). За найближчим аналогом відпал проводять при температурі 950°С, при цьому витримка виробів складає 140 хвилин. Таким чином, відпал при температурі магнітного перетворення дозволяє зменшити температуру відпалу на 160...180°С, а його тривалість у 1,4 рази. При цьому забезпечується одержання виробів з визначеним рівнем властивостей, тобто необхідними міцністю та пластичністю. Завдяки цьому, під час виготовлення рам бокових залізничних вагонів із сталі марки 20ГЛ зменшуються витрати на термічну обробку вилитих виробів і, відповідно, зменшується собівартість продукції. Проведення термічної обробки литих виробів шляхом нагріву до повної втрати магнітних властивостей, потім охолодження до відновлення магнітних властивостей та фіксування цього температурного інтервалу магнітного перетворення, з наступною витримкою виробів в температурному інтервалі магнітного перетворення, забезпечує отримання необхідних механічних властивостей вилитих виробів. За наявними в авторів відомостями сутність ознак, що заявляється невідома з рівня техніки. Спосіб термічної обробки вилитих виробів здійснюється таким чином: після виготовлення литих виробів їх поміщають в нагрівальну піч. Вироби нагрівають з певною швидкістю до повної втрати магнітних властивостей. Це явище фіксують за допомогою безконтактного пристрою спеціальної конструкції. Далі вироби охолоджують до температури, при якій магнітні властивості відновлюються. Інтервал температур, при якому відбувається втрата - відновлення магнітних властивостей, є інтервалом магнітного перетворення. Наступна витримка литих виробів здійснюється в цьому інтервалі магнітного перетворення в продовж 100 хвилин. Таким чином, нагрів виробів знижується до 770...790°С, витримка при цій температурі складає 100 хвилин. Умови реалізації способу, що заявляється, установлені на підставі результатів, отриманих під час промислових експериментів. В процесі досліджень були встановлені оптимальні параметри термічної обробки вилитих виробів (рам бокових залізничних вагонів із сталі марки 20ГЛ) (таблиця). При цьому встановлено, що запропонований режим термічної обробки (№4) при значно меншій температурі нагріву та меншому часі витримки, забезпечує отримання вилитих виробів з високою міцністю, пластичністю та ударною в'язкістю. 5 41805 6 Таблиця Механічні властивості сталі 20ГЛ після термічної обробки за діючим та пропонованим режимами sт, МПа режим ТО 1 ОСТ 32.183-2001 Промисловий режим (нагрів до 950°С, витримка 2 впродовж 140хв.) (Найближчий аналог) Нагрів до 740...760°С (нижче інтервалу магнітного 3 перетворення), витримка впродовж 100хв. Нагрів до 770...790°С (в інтервалі магнітного пере4 творення), витримка впродовж 100хв. Нагрів до 800...820°С (вище інтервалу магнітного 5 перетворення), витримка впродовж 100хв. 1) Механічні властивості згідно нормативним документам; 2) Режим ТО та механічні властивості при виготовленні виробів на ВАТ «КЗС»; 3) Режим не забезпечує вимог по рівню ударної в'язкості; Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко sв, МПа d5, % y, % ³ 294 ³ 490 ³ 18 ³ 25 KCU-60°C, Дж/см2 ³ 24 375 590 23 49 35; 48 350 550 20 37 21 370 580 22 50 48 320 510 30 28 4) Пропонований режим; 5) Режим забезпечує вимоги по всім показникам механічних властивостей при зайвих енерговитратах. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601