SU1765213A1 - Method of thermal treatment of articles - Google Patents

Description

1one

(21)4157550/02(21) 4157550/02

(22) 16.12.86(22) 12/16/86

(46) 30.09.92. Бюл. Мг 36(46) 09/30/92. Bul Mg 36

(71)Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И.Ленина и Уральский политехнический институт им С.М.Кирова(71) Nizhny Tagil Iron and Steel Works named. VI Lenin and the Ural Polytechnic Institute named after SM Kirov

(72)В.Н.Давыдов, В.И.Журавлев, Е.Н.Сафонов , Р.И.Силин, С.ЕТолокнов, В.В.Трофимов , В.С.Губерт и М.А.Треть ков(72) V.N. Davidov, V.I. Zhuravlev, E.N.Safonov, R.I.Silin, S.EToloknov, V.V.Trofimov, V.S. Hubert, and M.A. Tretkov

(56)Патент Японии № 57-27880, кл. С 21 D 1/09, опубл. 1984.(56) Japanese Patent No. 57-27880, cl. C 21 D 1/09, publ. 1984

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ(54) METHOD FOR THERMAL PROCESSING OF PRODUCTS

(57)Изобретение относитс  к области машиностроени  и металлургии и может быть использовано при термической обработке изделий из заэвтектоидных сталей, работающих в услови х сложных циклических нагрузок и больших перепадов температур. Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной стойкости и качества поверхности . Термообработку осуществл ли на валках диаметром 1420 мм из стали 150ХНМ путем термоциклировани  со скоростью нагрева 9000°С/с до 1230°С в среде аргона; скорость охлаждени  до МН равна 300°С/с, ширина закаленной полосы 15 мм. Полосы накладывают с перекрытием 0,2 М 0,2 х 15 s 3 мм. Цикл повтор ют через 240°С. Испытани  показали, что на рабочей поверхности упрочненных по за вл емому способу термической обработки валков, отсутствуют навары прокатываемого металла, выкрашивание и микротрещины. Износ бочки валка равномерный, а его величина в 2-10 раз меньше, чем у валков, обработанных по способу-прототипу. Шероховатость термообработанного по предлагаемому способу валка в 1,2-1,5 раза меньше, чем у обработанного по способу-прототипу. 2 табл.(57) The invention relates to the field of mechanical engineering and metallurgy and can be used in the heat treatment of products from eutectoid steels operating under conditions of complex cyclic loads and large temperature differences. The aim of the invention is to increase the operational durability and surface quality. Heat treatment was carried out on rollers with a diameter of 1420 mm from steel 150XHM by thermal cycling at a heating rate of 9000 ° C / s to 1230 ° C in argon; the cooling rate to MN is 300 ° C / s, the width of the hardened strip is 15 mm. The bands impose with an overlap of 0.2 M 0.2 x 15 s 3 mm. The cycle is repeated at 240 ° C. Tests have shown that on the working surface of the rollers hardened by the proposed method of heat treatment, there are no weld metal rolls, chipping and microcracks. The wear of the roll barrel is uniform, and its size is 2-10 times less than that of the rolls processed according to the prototype method. The roughness of the heat-treated roll of the proposed method is 1.2-1.5 times less than that of the processed according to the prototype method. 2 tab.

ЁYo

Изобретение относитс  к машиностроению и металлургии и может быть использовано при термической обработке изделий из заэвтектоидных сталей, работающих в услови х сложных циклических нагрузок и больших перепадов температур.The invention relates to mechanical engineering and metallurgy and can be used in the heat treatment of articles made from eutectoid steels operating under conditions of complex cyclic loads and large temperature differences.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной стойкости и качества поверхности.The aim of the invention is to increase the operational durability and surface quality.

Проведение термоциклировани  позвол ет получить мелкозернистую аустенито- мартенситную структуру, обладающую повышенными значени ми твердости 58 - 62 HRC и удовлетворительной пластичностью. Образовавшиес  аустенитные зерна растут на базе существующей феррито-цементитной структуры. Высокие скорости нагрева 1500...9000°С/с обеспечивают дополнительное измельчение аустенито-мартенсит- ной структуры поверхностного сло  валка и ускор ют процесс растворени  карбидной фазы. Применение скоростей выше 9000°С/с нецелесообразно из-за отсутстви  эффекта измельчени  аустенито-мартен- ситной структуры. Применение скоростей нагрева ниже 1500°С/с не позвол ет обеспечить достаточное пересыщение поверхностного сло  углеродом и реализовать требуемую твердость на поверхности валка0 . Проведение нагрева при температурах выше Тсол обеспечивает частичное оплавление границ аустенитных зерен, их последу ч|Thermal cycling provides a fine-grained austenitic martensitic structure with enhanced hardness values of 58 to 62 HRC and satisfactory plasticity. Formed austenitic grains grow on the basis of the existing ferrite-cementite structure. High heating rates of 1500 ... 9000 ° C / s provide additional grinding of the austenite-martensitic structure of the surface layer of the roll and accelerate the process of dissolving the carbide phase. The use of speeds above 9000 ° C / s is impractical due to the absence of the effect of grinding the austenite-martensitic structure. The use of heating rates below 1500 ° C / s does not allow for sufficient supersaturation of the surface layer with carbon and realizes the required hardness on the roll surface. Carrying out heating at temperatures above Tsol provides partial melting of the boundaries of austenitic grains, their subsequent h |

ОABOUT

елate

hO Ы hO s

ющее окисление. Это приводит к трещино- образованию и отпаиванию поверхностного упрочненного сло  в ходе эксплуатации. Нагрев ниже температур ТСол -60°С не позвол ет осуществить полную перекристаллизацию структуры и достаточное пересыщение аустенита углеродом, что приводит к снижению твердости и эксплуатационной стойкости валка. Охлаждение со скоростью 120 ... 300°С/с позвол ет получить аустенито-мартенситную структуру, обладающую высоким уровнем прочности и твердости. Охлаждение со скоростью менее 120°С/с ведет к частичному распаду переохлажденного аустенита и формированию гетерогенных структур, что негативно сказываетс  на уровне твердости и пластичности . Нагрев со скоростью выше 300°С/с создает высокие термические напр жени , что приводит к трещинообразованию.oxidation. This leads to cracking and sealing off of the surface hardened layer during operation. Heating below TSol temperatures of -60 ° C does not allow for complete recrystallization of the structure and sufficient supersaturation of austenite with carbon, which leads to a decrease in hardness and operational durability of the roll. Cooling at a rate of 120 ... 300 ° C / s allows to obtain austenite-martensitic structure with a high level of strength and hardness. Cooling at a rate of less than 120 ° C / s leads to a partial decomposition of supercooled austenite and the formation of heterogeneous structures, which adversely affects the level of hardness and plasticity. Heating at a rate higher than 300 ° C / s creates high thermal stresses, which leads to cracking.

Термообрабатывемые полосы накладываютс  с перекрытием 0,1 ... 0,5 М, где М - ширина термообрабатываемой полосы, что обеспечивает формирование поверхностного сло  с высокой прочностью 58 - 63 HRC на поверхности валка. Применение перекрыти  менее 0,1 М приводит к по влению полос с пониженной твердостью, что в ходе дальнейшей эксплуатации обусловливает налипание металла на поверхность валка. Использование перекрыти  более 0,5 М ведет к неравномерному распределению твердости по поверхности вследствие подо- тпуска контактирующих слоев.Heat-treated strips are superimposed with an overlap of 0.1 ... 0.5 M, where M is the width of the heat-treatable strip, which ensures the formation of a surface layer with high strength of 58 - 63 HRC on the roll surface. The use of an overlap of less than 0.1 M results in the appearance of strips with a lower hardness, which during further operation causes the metal to adhere to the surface of the roll. The use of an overlap of more than 0.5 M leads to an uneven distribution of hardness over the surface due to the lifting of the contacting layers.

Проводили термическую обработку валков диаметром 1420 мм из стали 150 ХНМ. Химический состав матричного металла, углерод - 1,5%, кремний 0,4%, марганец - 0,7%, хром 1,0%, никель- 1,1%, молибден 0,23%, сера - 0,040%, фосфор - 0,040%. Термообработку осуществл ли путем тер- моциклировани  в среде аргон нагревом со скоростью 1500 ... 9000 °С/с до температуры Тсол.-.Тсол - 60°С и охлаждением со скоростью 120...300°С/с до температуры мартенситного превращени  и далее на воздухе. Термообрабатываемые полосы накладывали с перекрытием 0,1... 0,5 М Циклы повтор ли через 10 ... 300 с (табл. 1).Conducted heat treatment of the rolls with a diameter of 1420 mm of steel 150 HNM. The chemical composition of the matrix metal, carbon - 1.5%, silicon 0.4%, manganese - 0.7%, chromium 1.0%, nickel - 1.1%, molybdenum 0.23%, sulfur - 0.040%, phosphorus - 0.040%. The heat treatment was carried out by heat cycling in an argon medium by heating at a rate of 1500 ... 9000 ° C / s to the temperature Tsol. - Tsol - 60 ° C and cooling at a rate of 120 ... 300 ° C / s to the martensitic transformation temperature. and further in the air. Thermoablative strips were applied with overlapping 0.1 ... 0.5 M The cycles were repeated after 10 ... 300 s (Table 1).

Дл  получени  сравнительных данных параллельно проводили термическую обработку валков по режиму прототипа (см. табл.2).To obtain comparative data, heat rollers were heat treated in parallel with the prototype mode (see Table 2).

Термообработку осуществл ли путем термоциклировани  со скоростью нагреваHeat treatment was performed by heat cycling at a heating rate.

9000°С/с до температуры 1230°С; скорость охлаждени  300°С/с, ширина термообрабатываемой полосы 15 мм. Полосы накладывались с перекрытием 0,2 М 0,2 х 15 3 мм. Цикл повтор лс  через 240 с.9000 ° C / s to a temperature of 1230 ° C; cooling rate 300 ° C / s, width of heat-treatable strip 15 mm. The bands were superimposed with an overlap of 0.2 M 0.2 x 15 3 mm. The cycle was repeated after 240 s.

При термической обработке пульсирующий посто нный ток подавалс  в течение 0,3 с с пиковым значением 350 А. Ширина термообрабатываемой с оплавлением полосы составл ла 15 мм. Полосы накладывались без перекрыти .During heat treatment, the pulsating direct current was applied for 0.3 s with a peak value of 350 A. The width of the heat-treating melted strip was 15 mm. The bands overlap without overlapping.

Валки испытаны при прокатке балки БОБ.The rolls are tested when rolling the BOB beam.

Использование предлагаемого способа термической обработки позвол ет получитьUsing the proposed method of heat treatment allows to obtain

упрочненные валки из заэвтектоидных сталей , обладающие хорошим комплексом служебных свойств вследствие получени  мелкозернистой аустенито-мартенситной структуры приконтактного сло , что значительно повысит срок службы валков дл  гор чей прокатки на универсальных балочных станах, а также повысит качество поверхности валка и, тем самым, улучшит качество проката и уменьшит выработку поверхности валков в 2 ... 4 раза. Шероховатость валка,термообработанного по предлагаемому способу, в 4-5 раз меньше, чем по способу-прототипу.reinforced rolls made of eutectoid steels with good service properties due to obtaining fine-grained austenitic-martensitic structure of the contact layer, which will significantly increase the service life of rolls for hot rolling on universal beam mills, and also improve the quality of the roll surface and thereby improve the quality of rolled products and reduce the development of the surface of the rolls in 2 ... 4 times. The roughness of the roll, heat-treated by the proposed method, 4-5 times less than in the method prototype.

3535

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ термической обработки изделий преимущественно из заэвтектоидных сталей, включающий нагрев поверхностиThe method of heat treatment of products mainly from proeutectoid steels, including surface heating путем наложени  полос сжатой пульсирующей дугой в среде инертного газа и охлаждение , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной стойкости и качества поверхности, нагрев и охлаждениеby applying strips of compressed pulsating arc in an inert gas environment and cooling, characterized in that, in order to increase the operational durability and quality of the surface, heating and cooling ведут циклически через 10... 30°С, при этом нагрев осуществл ют до ТСол...ТСол. - 60, ох- лаждение ведут со скоростью 120 ... 300°С/с до температуры мартенситного превращени  и далее на воздухе, а полосыcyclically through 10 ... 30 ° C, while heating is carried out to the TSol ... TSol. - 60, cooling is carried out at a speed of 120 ... 300 ° C / s to the martensitic transformation temperature and further on in air, and the strips накладывают с перекрытием 0,1... 0,5 М, где М - ширина полосы.impose with an overlap of 0.1 ... 0.5 M, where M is the width of the strip. 1 Предлагаемый1 Proposed - Обработка по запредельным значени м # - 0,3 мм - допустимые значени  выработки поверхности валка - Processing beyond the limit values # - 0.3 mm - permissible values of the roll surface development Та бл и ца2Table 2