СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОДКАТА Российский патент 1995 года по МПК C21D1/26 

Описание патента на изобретение RU2032750C1

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при термической обработке низко- и среднеуглеродистых сталей, в частности сфероидизирующей обработке дката для холодной высадки.

Известен способ изотермического отжига заготовок, включающий аустенитизацию, охлаждение до температуры перлитного превращения со скоростью 20-40 град/мин и выдержку при этой температуре до полного распада переохлажденного аустенита с последующим охлаждением на воздухе [1]
Данный способ отжига характеризуется значительной продолжительностью и не обеспечивает требуемую степень сфероидизации перлита.

Известен также способ термической обработки подката, включающий нагрев до температуры на 10-40oC выше точки Ас1, выдержку в течение 0,5-2 ч, охлаждение со скоростью 50-150 град/ч до 650oC и далее на воздухе [2]
Недостатками известного способа также являются низкая степень сфероидизации и большая продолжительность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ термической обработки стали, включающий нагрев выше критической точки Ас1 на 10-40oC, регулируемое охлаждение до температуры на 30-80oC ниже точки Ас1, выдержку до полного распада переохлажденного аустенита с последующим охлаждением на воздухе [3]
Недостатком данного способа является необходимость длительных изотермических выдержек (несколько часов) в подкритическом интервале температур для получения требуемой стандартами структуры подката (сфероидизация не менее 80% цементита). Сокращение длительности термической обработки при обеспечении требуемой твердости и структуры стали является техническим результатом, получаемым при осуществлении заявляемого способа.

Данный технический результат достигается предлагаемым способом термической обработки подката, включающим нагрев выше критической точки А1, регулируемое охлаждение до подкритической температуры, выдержку, охлаждение на воздухе, причем после регулируемого охлаждения со скоростью 15-30 град/с до 490-540oC производят повторный нагрев до подкритической температуры со скоростью 20-30 град/мин.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет установить соответствие его критерию "новизна".

Ускоренное охлаждение стали из межкритического интервала температур Ас1-Ас3 ниже точки А1 (но не ниже точки А2 температуры начала бейнитного превращения) позволяет предотвратить образование грубопластинчатого перлита. При этом происходит пересыщение негомогенного аустенита углеродом, возникновение термических напряжений и генерация "свежих" дислокаций и вакансий в результате релаксации напряжений путем местных пластических сдвигов. В таких условиях неизбежно расслоение аустенита, сегрегация атомов углерода у дислокаций, что приводит к гетерогенному зарождению большого числа мелкодисперсных карбидов. Повторный нагрев стали с высокой плотностью вакансий в кристаллической решетке до подкритических температур со скоростью 20-30 град/мин способствует быстрому притоку атомов углерода к возникшим зародышам цементита и обеспечивает практически полную его сфероидизацию.

Если регулируемое охлаждение проводить со скоростью менее 15 град/с, то в верхнем интервале температур (600-680oC) успевает частично выделиться пластинчатый перлит, для сфероидизации которого требуется подкритический отжиг значительной продолжительности. Увеличение скорости охлаждения более 30 град/с не увеличивает эффективность обработки и не обеспечивает однородность структуры по сечению подката.

Если охлаждение проводят до температуры ниже 490oC, то в структуре стали образуется бейнит, резко возрастает ее твердость и снижается эффективность сфероидизирующей обработки, а если выше 540oC, то не обеспечивается требуемая дефектность структуры и, следовательно, степень сфероидизации перлита в процессе обработки.

Если повторный нагрев производят со скоростью более 30 град/мин, то из-за частичного подавления диффузионных процессов не обеспечивается требуемая степень сфероидизации перлита, если повторный нагрев проводят со скоростью менее 20 град/мин, то увеличивается продолжительность термической обработки.

Таким образом, при осуществлении заявляемой совокупности и последовательности операций предлагаемого способа термической обработки подката достигается сокращение длительности обработки с нескольких часов до нескольких часов до нескольких минут при обеспечении требуемой твердости и структуры стали.

Сравнение изобретения с прототипом и другими техническими решениями в данной и смежных областях науки и техники позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень".

П р и м е р. Образцы подката из стали 20Г2Р диаметром 16 мм подвергали электроконтактному нагреву до 760oC (т. Ас1 для стали 20Г2Р 720oC), охлаждению со скоростью 25 град/с до 520oC, повторному нагреву со скоростью 25 град/мин до 680oС, охлаждению до комнатной температуры.

Твердость подката после обработки составляла 158 НВ, степень сфероидизации перлита 90% Продолжительность обработки 8 мин. Все образцы выдержали испытание холодной осадкой со степенью 66%
Прототип. Образцы из той же партии подката подвергали электроконтактному нагреву до 760oC, охлаждению на воздухе до 680oC, выдержки при этой температуре в течение 5 ч, охлаждению до комнатной температуры.

Твердость подката после обработки 153 НВ, степень сфероидизации перлита 90% Продолжительность обработки 300 мин. Все образцы выдержали испытание холодной осадкой со степенью 66%
Примеры конкретного выполнения способа термической обработки подката для холодной высадки при оптимальных граничных и заграничных параметрах формулы изобретения в сравнении с прототипом приведены в таблице. Из данных таблицы видно, что оптимальное сочетание твердости и структуры подката и продолжительности процесса соответствует параметрам изобретения.

Предлагаемый способ термической обработки подката применим при производстве калиброванной стали и проволоки для холодной высадки.

Похожие патенты RU2032750C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КАЛИБРОВАННОЙ СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ 2020
  • Мухин Александр Алексеевич
  • Картунов Андрей Дмитриевич
  • Канаев Денис Петрович
  • Дрягун Эдуард Павлович
  • Соколов Александр Алексеевич
  • Ивин Юрий Александрович
  • Дегтярев Александр Викторович
  • Токарева Наталья Владимировна
RU2763981C1
Способ изготовления калиброванной стали для холодной высадки 1978
  • Чернобривенко Юрий Сергеевич
  • Лохматов Александр Павлович
  • Савченко Виталий Александрович
  • Шибаев Владимир Леонидович
  • Биба Виктор Иванович
  • Малиночка Яков Никифорович
  • Журавлев Николай Владимирович
  • Сошин Петр Иванович
  • Биба Василий Иванович
SU753912A1
Способ изготовления калиброванной стали для холодной высадки 1979
  • Чернобривенко Юрий Сергеевич
  • Савченко Виталий Александрович
  • Шибаев Владимир Леонидович
  • Лохматов Александр Павлович
  • Биба Виктор Иванович
  • Малиночка Яков Никифорович
  • Багнюк Людмила Николаевна
  • Черниченко Валентина Григорьевна
SU876743A1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ 1991
  • Нестеров Дмитрий Кузьмич[Ua]
  • Сапожков Валерий Евгеньевич[Ua]
  • Левченко Николай Филиппович[Ua]
  • Сахно Валерий Александрович[Ua]
  • Тихонюк Леонид Сергеевич[Ua]
  • Шевченко Александр Иванович[Ua]
RU2023026C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУННЫХ ДВУСЛОЙНЫХ ВАЛКОВ 1993
  • Вакула Вера Ивановна[Ua]
  • Осипов Юрий Александрович[Ru]
  • Судаков Николай Григорьевич[Ru]
  • Волошин Юрий Александрович[Ua]
RU2035517C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ КЛАССА ПРОЧНОСТИ 14.9 МЕТОДОМ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ 2022
  • Дубовский Сергей Васильевич
  • Канаев Денис Петрович
  • Столяров Алексей Юрьевич
  • Соколов Александр Алексеевич
  • Зайцева Мария Владимировна
  • Дрягун Эдуард Павлович
  • Степанов Алексей Борисович
  • Колдаев Антон Викторович
  • Карамышева Наталия Анатольевна
  • Зайцев Александр Иванович
RU2802486C1
Способ термической обработки прокатаиз дОэВТЕКТОидНыХ СТАлЕй 1979
  • Долженков Иван Егорович
  • Узлов Иван Герасимович
  • Сацкий Виталий Антонович
  • Бойко Ольга Васильевна
  • Верболоз Вадим Демидович
  • Клименко Феликс Константинович
  • Касьяненко Василий Григорьевич
  • Парусов Владимир Васильевич
  • Филонов Олег Васильевич
SU829687A1
Способ термической обработкизАэВТЕКТОидНыХ СТАлЕй 1979
  • Кулемин Анатолий Викторович
  • Некрасова Светлана Зотовна
  • Энтин Рувим Иосифович
  • Мешалкин Валентин Андреевич
  • Сучков Александр Георгиевич
  • Спектор Яков Исаакович
  • Яценко Юрий Викторович
  • Сокол Исаак Яковлевич
  • Гутнов Русланбек Батырбекович
SU831809A1
Способ сфероидизирующего отжига среднеуглеродистых сталей для холодной высадки 1984
  • Бабич Владимир Константинович
  • Парусов Владимир Васильевич
  • Федорова Светлана Александровна
  • Подобедов Леонид Витальевич
  • Полуэктов Владимир Юрьевич
SU1312111A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2022
  • Дубовский Сергей Васильевич
  • Канаев Денис Петрович
  • Столяров Алексей Юрьевич
  • Соколов Александр Алексеевич
  • Зайцева Мария Владимировна
  • Куранов Константин Юрьевич
  • Степанов Алексей Борисович
  • Колдаев Антон Викторович
  • Сорокин Алексей Александрович
  • Зайцев Александр Иванович
RU2805689C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 032 750 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОДКАТА

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при термической обработке подката средне- и низкоуглеродистых сталей, в частности сфероидизирующей обработке подката для холодной высадки. Для сокращения длительности термической обработки при обеспечении требуемой твердости и структуры стали предложен способ термической обработки подката, включающий нагрев выше критической точки A1 , регулируемое охлаждение до подкритической температуры, выдержку, охлаждение на воздухе, причем после регулируемого охлаждения со скоростью 15 - 30 град/с до 490 - 540°С производят повторный нагрев до подкритической температуры со скоростью 20 - 30 град/мин. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 032 750 C1

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОДКАТА, преимущественно для холодной высадки, включающий нагрев выше критической точки Ас1, регулируемое охлаждение до подкритической температуры, выдержку и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что регулируемое охлаждение производят со скоростью 15 30 град/с до 490 540oС, после чего производят повторный нагрев до подкритической температуры со скоростью 20 30 град/мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2032750C1

Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Ж
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1

RU 2 032 750 C1

Авторы

Лещенко Анатолий Николаевич[Ua]

Колпак Виктор Потапович[Ru]

Казырский Олег Лаврентьевич[Ru]

Чинокалов Валерий Яковлевич[Ru]

Панасенко Станислав Павлович[Ru]

Даты

1995-04-10Публикация

1992-07-15Подача