Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Фрумин Е.И. Нагрев стали в синтетических шлаках

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.96 Mб
Скачать

Таблица 11

Механические свойства

стали 2X13 (при 20° С)

 

 

 

 

Режим

термообработки

 

.56

 

Технологические

 

 

 

 

 

 

Темпера­

Охлажда­

 

Ь ^

6, %

условия

 

 

Операция

тура на­

ющая

кГімм'

° С

 

 

грева, ° С

среда

 

 

 

ГОСТ 5949—61

Термообработка с на­ гревом в шлаке АН-ШТ1

Закалка

1000—

Воздух,

 

 

 

 

 

1050

масло

 

Не

менее

 

Отпуск

660—770

Воздух,

66

45

16

55

 

 

масло

 

 

 

 

Закалка

1000,

Масло

 

 

 

 

 

10 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

88—90,6

74—75

16—20

57—58,2

Отпуск

700,

Воздух

 

 

 

 

 

60 мин

 

 

 

 

 

Закалка

1050,

Масло

 

 

 

 

 

10 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

88.6—

70—74

18—20,2

55,2—56,0

 

 

 

88,8

Отпуск

700,

Воздух

 

 

 

 

 

 

 

60 мин

J

Механические свойства стали Х18Н10Т (при 20° С)

Технологические условия

ГОСТ 5949—61

Термообработка с нагревом в шлаке АН-ШТ1

Р е » им термообрабс)ТКИ

кСЗ

3

Температура

* г- а

га

О.

нагрева, ° С

 

V

 

Sag.

с

 

О

 

 

 

 

Вода,

За­

1050—1100

воз­

калка

 

дух

 

 

»

1060,

Вода

 

5 мин

 

 

 

 

Таблица 12

кГ/мм'

°т,

б, %

Ч>. %

кГ/мм'

 

Не менее

 

 

52

20

40

55

63,2—

29,3—

59,3—60

64,6—68,7

63,6

30,9

 

 

Таблица 13

Режимы термообработки и механические свойства сталей Х18Н9 и Х18Н9Т (нагрев в шлаке АН-ШТ1)

Марна стали

 

,

о

 

Диаметр мм

Темпера тура на­

грева, °

Время нагрева, мин

°в,

6,

мм

на

длине •Ф. %

кГ/ммг

100 мм

 

Х18Н9

»

»

»

Х18Н9Т

5*

 

 

115-

116

3,5-4,0 65- -67

5

1070

3

66--

67

38,5—42

77

 

5

1070

4

66--

67

40-

-43

77

 

5

1070

5

6667

41--

45

77

 

3,7*

1080

_

146

3,0

55

 

3,7

0,5

70--

71

39-

-40

75

 

3,7

1080

1,5

70--

72

38-

-40

75- -

76

3,7

1080

2,5

68- -

70

38--

39

74

 

3,7

1080

3,5

70--

72

39-

-40

75

 

2,5*

1080

0,5

138—-139

2,0-

-2,5

62- -

64

2,5

69- -

71

38-

-37

76--

77

2,5

1080

1

70--

71

39-

-40

74--

76

2,5

1080

2

70--

72

38-

-40

74--

77

2,5

1080

3

71- -

72

39--

41

75--

76

1,2*

 

 

171--

172

 

1,0

46--

52

1,2

1080

1,67

71- -

72

37--

42

70--

73

1,2

1080

1,25

73- -

74

42--

43

72--

73

1,2

1080

0,83

73- -

74

38--

41

69--

70

1,2

1080

0,42

73- -

74

39--

41

71--

73

0,8*

1020

0,17

199--

201

25

,0

36--

38

0,8

81

-31

72--

75

0,8

1100

0,17

74--

78

35--

41

72--

77

0,8

1100

0,3

74--

76

39--

41

72--

73

0,8

1100

0,5

72- -

74

39--

41

70--

74

2,5*

1080

0,5

138--

139

1,0 -1,5

52--

60

2,5

73- -

74

36 -41

71--

75

2,5

1080

1,0

73- -

74

39--

40

73--

75

2,5

1080

2,0

72- -

73

38-

-39

73--

73

2,5

1080

3,0

73- -

74

39-

-41

73--

73

72

Продолжение табл. 13

Марка стали

Y l f i H Q T Л 1 OJT13 1

Диаметр, мм

Темпера­ тура на­ грева, ° С

Время нагрева, мин

1,2*

 

 

1,2

1080

1,67

1,2

1080

1,25

1,2

1080

0,83

1,2

1080

0,42

 

6,

мм

%

кГ/мм-

на

длине

100 мм

 

 

 

183—184 1,5—2,0 42- -45

74—80

35-37 72- -75

78—79

35-37 69- -75

79—79

37—38

74- -75

78—79

31—35

73- -74

* Результаты испытаний образцов в исходном (нагартованном) состоянии.

Сталь 9X18. Эта сталь склонна к обезуглероживанию при нагреве в соляных ваннах. Нагрев в расплаве шлака АН-ШТ1 позволяет уменьшить, а иногда отказаться от припуска на последующую механическую обработку. Зна­ чения твердости образцов, нагретых в шлаке, полностью соответствуют ГОСТ 5949—61.

Стали типа Х18Н10Т. Результаты испытаний образцов 0 3 мм приведены в табл. 12.

Влияние температуры нагрева и времени выдержки на механические свойства сталей Х18Н9Т, Х18Н9 были про­ верены на образцах 05 ; 3,7; 2,5; 1,2 и 0,8 мм. ** Режимы тер­ мообработки и результаты механических испытаний приве­ дены в табл. 13.

Сталь ЭП-222Ш. Зависимость пределов прочности и текучести этой стали от времени выдержки при температу­ рах закалки графически показана на рис. 56. С увеличением времени выдержки образцов 0 6 мм величина предела прочности практически не изменяется. Сужение при этом

** Исследование выполнялось совместно с инж. Д. А. Ибрагимовым -

73

изменялось в пределах 75—78%, а удлинение составляло 56,1—57,2%. Механические свойства образцов соответство­ вали требованиям технических условий.

1

1

woo

№40 WOO 1120

Темлература,°С

6

1000

1040

1080

f/20

 

g

Температура,

Рис. 56. Зависимость пределов прочности и текучести стали ЭП-222Ш от температуры и времени выдержки в расплавлен­ ном шлаке:

а — S мин; б 10 мин; в 20 мин.

Сталь 30ХГСА. Результаты механических испытаний, "полученные на образцах 0 15 мм по ГОСТ 1497—67, тип 3, приведены в табл. 14.

Рассмотрев приведенные выше результаты, можно сде­ лать заключение о том, что в-интервале температур 800^- 1150° С с нагревом в расплавленных шлаках АН-ШТ1 и АН-ШТ2 с успехом могут проходить термообработку изде> лия практически из любых марок стали.

74

Механические

свойства стали

ЗОХГСА (при 20° С)

 

 

 

Режим

термообра

% g

 

 

 

 

к

• О

 

 

 

 

-

 

 

Технологические

4)

H н t.

Охлажда ющая среда

кг/мм'

°т,

условия

 

3

«и 1

 

кГ/мм'

 

«

 

 

 

 

р.

*s D. <ц

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

О

880

Мас­

 

Не менее

 

 

Закал­

 

 

 

ка

 

ло

 

 

ГОСТ 1497—67

 

 

 

110

85

 

 

Отпуск

540

Вода,

 

 

 

 

 

 

масло

 

 

 

 

Закал­

880,

Мас­

 

 

 

 

ка

10 лшн ло

 

 

 

 

 

 

 

114,9—118,3

96,5—102,0

 

 

Отпуск

540,

Мас­

 

 

Термообработка с

 

90 мин

ло

 

 

нагревом в шлаке

 

 

 

 

 

АН-ШТ2

 

Закал­

880,

Мас­

 

 

 

 

 

 

 

 

ка

20 мин

ло

 

 

 

 

Отпуск

540,

Мас­

112,4—116,7

97,5—101,0

 

 

 

 

 

 

 

90 мин

ло

 

 

Таблица 14

6. % Ф. %

10 45

12,4—

47,3—

16,8

49,1

10,7— 45,5— 14,3 47,5

ке на изменение размеров были приняты весьма чувстви­ тельные- к закалочным деформациям образцы (рис. 57), представляющие собой диск с эксцентрично расположенным отверстием [90]. Такие образцы стандартизованы Американ­ ским обществом по испытанию материалов [116] и применя­ лись Н. Н. Липчиным, В. Д. Бессоновым и др.

Нагрев образцов из сталей 9ХС и У10 производился в соляной ванне, состоящей из эвтектического сплава солей

ВаС13 и NaCl,

и в шлаке АН-

 

S 0,4

 

 

 

 

 

ШТ2. Охлаждение стали 9ХС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

производили в веретенном мас­

^0,3

 

 

 

 

 

ле при температуре 35—40° С,

 

s-

 

о

9ХС

 

 

охлаждение

стали

У10 — в

 

s:

 

 

 

 

воде при

температуре

20—

 

S0,2\

 

 

 

 

 

 

Ъ0,1

 

 

 

 

 

22° С. Образцы

погружали в

 

 

 

 

À

 

 

закалочную жидкость

разре­

 

 

 

Ä'0

wo wos

 

 

 

8

зом вниз и подвешивали в спо­

 

 

 

 

-0,1

 

 

 

 

 

койном

состоянии до полного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ѴІ0

 

 

охлаждения.

О

деформации

 

-0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

судили

по

изменению

разме­

 

 

 

 

 

 

 

ра А =

12,5.

 

 

 

 

 

-0,3

 

 

Температура

нагре!а,°С

 

 

 

 

 

 

 

 

Из рис. 58видно, чтодефор­

Рис.

58.

Изменение

деформации

мация при закалке в воду или

образца

от температуры

при за­

в масло с нагревом в шлаковой

 

 

 

 

 

 

калке:

ванне не превышает

деформа­

. О

— нагрев в солн 78%

ВаСІ а +

ции при нагреве в соляной ван­

+

22% NaCl; И . О —

нагрев в шла ­

 

 

 

 

 

ке

А Н - Ш Т 2 .

не. Уменьшение

деформации

 

 

 

 

 

 

 

стали У10 с ростом температуры связано, очевидно, с уве­ личением количества остаточного аустенита.

Е. А. Смольников и Л. М. Сарманова выполнили провер­ ку закалочных деформаций после, нагрева в расплавах шлаков и солей на метчиках М12 из стали У10. Метчики по­ сле замера среднего диаметра нагревали при температуре 810—820°С с различной выдержкой в расплаве АН-ШТ2 и в смеси хлористых солей. Закалку производили в щелочи (170° С) и в воде. После промывки в кипящем 15%-ном

77

Таблица 15

Закалочные деформации метчиков М12 из углеродистой стали*

 

 

Средний

диаметр, мм

 

 

Время

Охлаж ­

 

 

Изменение

сред ­

выдерж­

дение

до термообра­

после термо­

него диаметра

ки, MÜH

 

ботки

обработки

метчиков,

мм

 

 

 

 

Нагрев в шлаке

6Расплав 10,678—10,688 10,688—10,693 +0,01—0,005 щелочей, 170° С

6

То же

10,658—10,678

10,658—10,678

0—0

8

»

»

10,668—10,678

10,673—10,678

+0,005—0

12

>

»

10,658—10,668

10,653—10,668

—0,005—0

12

»

»

10,663-10,678

10,668—10,678

+0,005—0

2,5

Вода

 

10,688—10,693

10,678—10,688

—0,01—0,005

5

>

 

10,678—10,678

10,698—10,698

+0,02—0,02

7,5

»

 

10,653—10,668

10,668—10,678

+0,005—0,01

 

 

 

Нагрев

в соли

 

2,5

Вода

 

10,648—10,658

10,703—10,713

+0,055-0,055

2,5

>

 

10,688—10,708

10,738—10,748

+0,05—0,04

2,5

 

 

10,668—10,668

10,708—10,718

+0,04—0,05

* Твердость

метчиков составляла

62 HRC.

 

78

водном растворе КОН определяли твердость и измеряли средний диаметр — характерный показатель закалочных деформаций этого инструмента. Полученные результаты приведены в табл. 15 и на рис. 59.

Как указывают исследователи, величина деформации метчиков, нагретых в шлаке АН-ШТ2 и охлажденных в во­ де, в 3 раза меньше, чем мет­ чиков, нагретых в соли. Ох­ лаждение метчиков в расплаве щелочей (170° С) после нагре­ ва в шлаке позволяет практи­ чески избежать деформации или свести ее к минимальной величине — 0,005 мм.

Для определения влияния

 

 

нагрева в шлаке на образова­

 

 

ние трещин при закалке в ра­

 

 

боте [87] были приняты образ­

 

 

цы

(рис. 60),

предложенные

 

 

А. П. Гуляевым и С. П. Якуше­

 

 

вым [26]. Как указывают авто­

Нагреб 6 шлаке Нагреб і сми

Рис. 59. Изменение среднего ди­

ры, имеющаяся в этих образ­

аметра метчиков

М12 из стали

цах

квадратная

канавка с

У10, закаленных

в воду после

углами-надрезами

создает до­

нагрева в шлакеАН-ШТ2н в хло­

статочную концентрацию нап­

ристых солях Е.А. Смольников и

ряжений, чтобы

при сравни­

ЛЛМ. Сарманова.

 

 

тельно «мягких» режимах в углах возникали трещины. Технологическое отверстие 0 2,2 мм, служащее для под­ вески образца, также является концентратором напряжений. Образцы были изготовлены из сталей 9ХС и У10. Радиус закругления в углах канавки находился в пределах 0,05—

0,3 мм. Нагрев образцов

производили

партиями

по 10 шт.

в расплавах смеси солей

78% ВаСІ, +

22% NaCl

и в жид­

ких шлаках АН-ШТ2 (до 920° С) и АН-ШТ1 (до 1100° С).

Охлаждение образцов, изготовленных из стали 9ХС, производили в веретенном масле при температуре 35—40° С,

79