СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЕЛОГО ЧУГУНА Российский патент 2009 года по МПК C21D5/04 

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности к технологии термической обработки белого чугуна, и может быть использовано для снижения коэффициента линейного расширения чугунных изделий.

Известен способ термоциклической обработки чугуна, заключающийся в многократном нагреве до 980-1050°С с промежуточными охлаждениями на воздухе до 600-650°С и окончательным охлаждением на воздухе. Применение такой технологии термической обработки белого чугуна направлено на ускорение распада первичного цементита в чугуне с ледебуритной механической основой [1]. Недостатком этого способа является то, что происходит распад цементита с образованием свободного углерода. Это снижает твердость и износостойкость, что в большинстве случаев является нежелательным явлением, и увеличивает коэффициент линейного расширения.

Наиболее близким по технологической сущности к предлагаемому является способ термоциклической обработки белого чугуна, заключающийся в многократном нагреве до 1070-1120°С, охлаждении до 750-850°С с выдержками при этих температурах 1-3 мин и окончательном охлаждении на воздухе [2].

Недостатком этого способа является нагрев до высоких температур (1070-1120°С), при которых возможно развитие графитизации, и отсутствие снижения коэффициента линейного расширения.

Задачей изобретения является снижение коэффициента линейного расширения при температурах испытания 100-150°С, что необходимо для сплавов различного назначения, например для сплавов, используемых в приборной и космической технике.

Для решения поставленной задачи разработан способ термоциклической обработки белого чугуна, включающий многократный нагрев до температуры выше Ac₁ и охлаждение, при этом в каждом цикле чугун нагревают до 900-950°С с выдержкой 0,5-1 ч, а охлаждение проводят в кипящую воду, количество циклов до 3.

Многократная термоциклическая обработка белого чугуна в интервале температур 900-950°С с выдержками 0,5-1,0 ч при этих температурах и последующее охлаждение в кипящую воду приводит к частичному разложению цементита, образованию легированного аустенита и распаду его при охлаждении в кипящую воду, что обеспечивает значительное понижение коэффициента линейного расширения чугуна при температурах 100-150°С.

При этом оптимальное число циклов составляет 1-3, поскольку дальнейшее увеличение приводит к повышению значений коэффициента линейного расширения и устранению эффекта снижения КЛР в интервале 100-150°С.

На чертеже представлены значения КЛР после термообработки, проводимой по известному и предлагаемому способам.

Пример. На оптическом дифференциальном дилатометре Шевенара проводился анализ изменений коэффициента линейного расширения опытных образцов из белого чугуна. Белый чугун получен из передельного чугуна марки П1 производства ОАО «ЗСМК» с помощью разработанных модификаторов. Образцы подвергались термоциклической обработке, заключающейся в нагреве до 900°С с выдержкой 0,5-1 ч, промежуточным и окончательным охлаждением в кипящую воду.

Для получения сравнительных данных параллельно проводили обработку по известному способу. Результаты приведены в таблице и на чертеже.

Предлагаемый способ может быть использован для изготовления изделий в приборной технике.

Источники информации

1. А.с. СССР №460307, кл. С21Д 5/04, 1973.

2. А.с. СССР №863675, кл. С21Д 5/04, 1981.

Режим обработки Коэффициент линейного расширения α×10⁶, град^-1, при температуре испытания, °С 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Без обработки 6,97 7,12 6,49 11,62 13,71 14,42 14,40 14,56 13,68 Известный способ:                   обработка в интервале температур от 1090°С до 810°С, 3 раза, длительность изотермических 9,77 7,18 8,50 12,66 10,06 13,02 13,50 14,70 15,20 выдержек 3 мин с охлаждением на воздухе                   Предлагаемый способ: 6,54 5,90 3,47 6,07 11,40 15,70 13,36 10,42 11,07 900°С, выдержка 0,5 ч., кипящая вода, 1 цикл 920°С, выдержка 1,0 ч., кипящая вода, 2 цикла 6,97 3,81 5,63 17,01 12,59 8,36 9,22 11,73 14,10 950°С, выдержка 0,5 ч., кипящая вода, 3 цикла 5,10 3,70 2,84 9,15 13,93 14,65 11,52 10,25 11,37

Изобретение относится к технологии термической обработки белого чугуна. Для снижения коэффициента линейного расширения чугунных изделий их подвергают термоциклированию с нагревом до 900-950°С, выдержкой в течение 0,5-1 ч и последующим охлаждением в кипящей воде, при этом количество циклов устанавливают до трех. 1 ил., 1 табл.

Способ термоциклической обработки белого чугуна, включающий многократный нагрев до температуры выше Aс₁ и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев в каждом цикле ведут до 900-950°С с выдержкой 0,5-1,0 ч, а охлаждение проводят в кипящей воде, при этом количество циклов устанавливают до трех.