Спосіб термічної обробки виробів з залізовуглецевих сплавів

Спосіб термічної обробки виробів з залізовуглецевих сплавів, який включає їх нагрівання до температури аустенізації 850-1000 °С, витримку при цій температурі, гартування та відпуск, який відрізняє ться тим, що витримку при температурі аустенізації проводять протягом 30-60 хвилин, гартування виконують диспергованою повітряноводяною сумішшю з регламентованою швидкістю охолодження 3,0-6,0 °С/с до температури поверхні виробу 80-250 °С, а відпуск здійснюють за рахунок внутрішнього тепла виробу. UA (21) a200708398 (22) 23.07.2007 (24) 26.08.2008 (46) 26.08.2008, Бюл.№ 16, 2008 р. (72) БОБИРЬ СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, U A, ЛЕВЧЕНКО ГЕННАДІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, НЕСТЕРЕНКО АН АТОЛІЙ МИ ХАЙЛОВИЧ, UA, БОБИРЬ СВІТЛАН А АНДРІЇВН А, U A (73) ІНСТИТУТ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, U A (56) SU, 500 269, A, 25.01.1976 SU, 1 477 750, A1, 07.05.1989 UA, 19 545, A, 25.12.1997 UA, 27 059, C1, 28.02.2000 UA, 79 717, C2, 15.03.2007 RU, 2 128 233, C1, 27.03.1999 RU, 2 163 644, C1, 27.02.2001 CN, 1 147 020, A, 09.04.1997 CN, 1 276 113, C, 20.05.2006 C2 2 (19) 1 3 83965 80-250°С, а відпуск виконують за рахунок внутрішнього тепла виробу. Технічний результат, який дозволяє одержати запропонований спосіб, це зменшення тривалості процесу термічної обробки та підвищення якості виробів. Порівняння запропонованого способу з прототипом показує, що він відрізняється тим, що витримку при температурі аустенітизації проводять на протязі 30-60 хвилин, гартування виконують диспергованою повітряно-водяною сумішшю з регламентованою швидкістю охолодження 3,0-6,0°С/с до температури поверхні виробу 80-250°С, а відпуск здійснюють за рахунок внутрішнього тепла виробу. Тим самим запропонований спосіб відповідає критерію «новизна». Порівняння з іншими технічними рішеннями в цій галузі техніки не дозволило виявити в них ознаки, які відрізняють запропоноване рішення від прототипу. Це значить, що запропонований спосіб відповідає критерію «винахідницький рівень». Сутність запропонованого способу полягає в наступному. Витримка при температурі аустенітизації в межах 30-60 хвилин дозволяє досягнути необхідного ступеня аустенітизації та розчинення карбідів у структурі матеріалу виробу. Зменшення часу витримки менш ніж 30 хвилин не дозволяє одержати високу однорідність структури сплаву, а підвищення часу приводить до небажаного ефекту значного розчинення карбідів сплаву. Використання диспергованої повітряно водяної суміші (вентилятор з розпилювачем води) дозволяє регламентувати швидкість гартування сплаву в необхідних межах (3,0-6,0°С/с) для підвищення якості виробів. Швидкість охолодження менш ніж 3,0°С/с не дозволяє одержати високу твердість т а зносостійкість виробу в результаті утворення незначної кількості мартенситної а - фази в структурі сплаву. Навпроти, підвищення швидкості охолодження більш ніж 6,0°С/с приводить до утворення в структурі сплаву великої кількості аустеніту, зменшуючи твердість та зносостійкість сплаву. 4 При охолодженні до температури поверхні виробу 80-250°С він має достатню кількість внутрішнього тепла, необхідного для виконання відпуску. При зменшенні температури поверхні виробу менш ніж 80°С внутрішнього тепла буде недостатньо для проведення відпуску. При збільшенні температури поверхні виробу більш ніж 250°С температура та час відпуску будуть підвищеними, що зменшить якість виробу його твердість та зносостійкість. Приклад. Для порівняння запропонованого способу з відомим у промисловій індукційній печі виплавляли марганцевистий сплав такого хімічного складу, % мас: Вуглець 2,02 Кремній 0,96 Марганець 4,36 Хром 2,01 Нікель 0,57 Сірка 0,03 Фосфор 0,07 Титан 0,47 Залізо Решта. Цей сплав заливали в пісчані форми на відливки футер увальних плит для млинів вагою 47 кг. Відливки проходили термічну обробку за запропонованим способом. Для порівняння частина відливок проходила термічну обробку згідно прототипу: нагрівання до 900°С, витримка при цій температурі протягом 1 год., гартування на повітрі, а потім відпуск при 250°С протягом 3 год та охолодження до кімнатної температури. Інтенсивність зносу зразків сплаву оцінювали за методикою втрати маси зразків з допомогою аналітичних ватів з точністю до третього знаку після коми, після їх обробки в лабораторному млині на протязі 5 годин. Результати експерименту, наведені в таблиці, свідчать про те, що використання запропонованого способу термічної обробки забезпечує більш високу твердість та зносостійкість виробів з марганцевистого сплаву, при значно меншій тривалості термічної обробки, чим у прототипі. Таблиця Спосіб термічної обробки Прототип Запропонований 1 2 3 4 10,75 Швидкість охолодження, °С/с 2,0 7,5 7,25 7,1 7,0 3,0 4,5 6,0 8,0 Час обробки, ч Більш висока зносостійкість виробів за запропонованим способом термічної обробки дозволить підвищити час роботи деталей металургійного обладнання. Твердість, HRC, од. Інтенсивність зносу, % по масі 45,0 0,26 57,0 61,0 53,0 37,0 0,21 0,184 0,2 0,235 З вищенаведеного витікає, що використання заявленого способу дозволяє вирішити поставлене завдання та одержати необхідний технічний результат. 5 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 83965 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601