Спосіб термічної обробки сталей загартуванням

Спосіб термічної обробки сталі загартуванням, що включає нагрівання, ізотермічну витримку і загартування у водяному розчині, який відрізняється тим, що перед загартуванням у воді при кімнатній температурі розчиняють 3 - 7% непридатних ВІДХОДІВ - кеку титано-магнієвого виробництва Винахід відноситься до металурги, а саме, до способів термічної обробки сталевих виробів загартуванням і може бути використано також у машинобудуванні, авіабудуванні й інших галузях, де застосовується загартування ВІДОМІ способи термічної обробки сталей у воді і водяних розчинах кислот, лугів та солей [1, 2, 3] Недоліком відомих способів являється висока корозійна активність середовищ, що мають необхідну гартівну здібність, оцінювану за показниками твердості загартованого металу в одиницях Роквелла (HRC) При загартуванні в 15% водяному розчині повареної солі NaCI гартівна здатність одна з найвищих [1] і, ВІДПОВІДНО, твердість загартованого металу максимальна, але він схильний до тріщиноутворення При загартуванні [2] у водяних розчинах бішофіту (MgCI2 x 6H2O) ВИДІЛЯЄТЬСЯ газоподібний хлористий водень, що представляє підвищену екологічну небезпеку [4] Найбільше близьким до винаходу по технічній суті та досягненим результатам є [3] Спосіб загартування металовиробів у водяному розчині повареної солі, приготовленому при температурах 20°С -1 кипіння з концентрацією 26,4 - 28,9%, причому температура розчину верхньої зони баку, у якій охолоджують металовироби, складає 60°С - t кипіння, а концентрацію солі в розчині верхньої зони баку підтримують температурою розчину нижньої зони Недоліком відомого засобу є висока корозійна активність гартівного середовища, складність приготування, підтримки, і відновлення гартівного середовища в зазначених температурноконцентраційних межах, складність переробки від працьованих розчинів у корисну продукцію, що призводить до забруднення навколишнього середовища В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу термічної обробки сталі загартуванням шляхом введення бросових ВІДХОДІВ титаномагнієвого виробництва, що дозволить забезпечити різке зниження корозійної активності середовища зі збереженням необхідної гартівної здібності, економічний та екологічно чистий спосіб загартування сталевих виробів Поставлена задача вирішується тим, що в способі термічної обробки сталей загартуванням, який включає нагрів, ізотермічну витримку і загартування у водяному розчині, перед загартуванням у воді при кімнатній температурі розчиняють 3 7%-кеку титаномагнієвого виробництва, перемішують при кімнатній температурі Виміряють рН розчину, рівний 7,2 - 7,5 Після багатократного використання фільтрують розчин і добавляють нову порцію кеку титаномагнієвого виробництва до отримання необхідного рН середовища Відфільтрований залишок сушать на повітрі і використовують при виготовленні цементу Кек титаномагнієвого виробництва є побічним, непридатним, дешевим відходом основного технологічного процесу На [фіг 1] подана корозія поверхні зразка Ст35 (х 16), загартованого у воді з додаванням 3% кеку титаномагнієвого виробництва На [фіг 2] подана корозія поверхні зразка Ст35 (х 16), загартованого у воді з додаванням 7% кеку титаномагнієвого виробництва На [фіг 3] - корозія поверхні зразка Ст35 (х 16), загартованого у воді з додаванням NaCI за відомим способом [3] О со Ю 53077 Приклад 1 Зразки Ст35 діаметром 10мм довжиной 10мм термообробляли за таким режимом поміщали в нагріту до 820°С піч, витримували при досягненні зразками цієї температури 20хв, гартували у воді в якій розчиняли кек - відходи титано магнієвого виробництва Так само зразки Ст35 гартували в середовищі за прототипом [3] Корозійну активність середовища оцінювали по площі поверхні зразків, ураженої корозією Результати досліджень подані втабл 1 Таблиця 1 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Температура середовища Режим термічної обробки Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 0% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 1% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 3% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 5% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 7% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 10% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 15% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 30% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, 28% NaCI (відомий спосіб) загартування у воді + загартування у воді + загартування у воді + загартування у воді + загартування у воді + загартування у воді + загартування у воді + загартування у воді + загартування у воді + Як видно з таблиці, підвищення відсоткового вмісту кеку в розчині нижче 3% та вище 7% призводить до різкого збільшення корозійної активності Приклад 2 Зразки Ст35 діаметром 10мм термообробляли за таким режимом поміщали в нагріту до 820°С піч, витримували при досягненні Площа поверхні зразків, ураженої корозією, % 20°С 38 20°С 36 20°С 7 20°С 14 20°С 16 20°С 38 20°С 42 20°С 61 80°С 88 зразками цієї температури 20хв, гартували у воді в якій розчиняли кек - відходи титаномагнієвого виробництва Так само зразки Ст35 гартували в середовищі за прототипом [3] Гартівну здатність середовищ оцінювали за значенням твердості по Роквеллу (HRC) поверхні Результати вимірів подані втабл 2 Таблиця 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Температура середовища Режим термічної обробки Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 0% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 1% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 3% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 5% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 7% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді +15% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 20% кеку Нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 30% кеку Відомий спосіб нагрів і витримка при 820°С, 20хв, загартування у воді + 28% NaCI Марка сталі зразків Твердість за Роквеллом, HRC 20°С ст35 50 20°С ст35 52 20°С ст35 56 20°С ст35 56 20°С ст35 56 20°С ст35 55 20°С ст35 55 20°С ст35 55 80°С ст35 46 Як видно з таблиці 2, зразки, загартовані за режимом №2, мають знижену твердість Це свід 53077 чить, що оптимальний вміст кеку у воді перевищує 3% Запропонований процес термічної обробки забезпечує різке зниження корозійної активності середовища зі збереженням необхідної гартівної здібності є екологічно чистим, безвідхідним, економічним ЕКОНОМІЧНІСТЬ визначається низькою вартістю непридатних ВІДХОДІВ титаномагнієвого виробництва - кеків, малою КІЛЬКІСТЮ кеку у воді, високою розчинністю, простотою приготування і регенерації гартівних середовищ і 100% використанням відпрацьованих розчинів Список використаних джерел 1 Петраш Л В Закалочные среды М - Л , Машгиз, 1959 2 Пат RU 2012598, кл C21D1/60 Охлаждающая среда / Карнаух А И , Хусид О С , Андрианова И И / №5007879/02, заявл 041191, опубл 150594 Бюл, №9 3 Пат UА 20154, кл C21D1/56, 9/06 Спосіб гартування металовиробів / Дейнеко Л М , Большаков В І , Стьожкін В В , Нікітченко В С , Баженов С М та тт/ №96031208, заявл 28 03 96, опубл 25 12 97 Бюл №6 4 Некрасов Б В Курс общей химии М - Л , Госхимиздат, 1952 ****'. -к * ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 •r * • '• %