CS267865B1

CS267865B1 - Způsob primárního vychlazování odlitků z antikorozních ocelí

Info

Publication number: CS267865B1
Application number: CS871204A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Csc Bystricky; Josef Ing Bosman; Frantisek Ludvik
Original assignee: Bystricky Josef; Bosman Josef; Frantisek Ludvik
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS120487A1

Abstract

Účelem primárního vychlazování odlitků z-antikorozních ocelí je podstatné .zkrácení celého technologického postupu vychlazování a vytvoření optimálního strukturního stavu ve vztahu k docíleným plastickým vlastnostem po vychlazení a zejména po konečném tepelném zpracování. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že po odstranění nálitků při teplotě 500 až 300 °C se odlitky homogenizují na teplotu 300 až 500 °C. Poté se postupně zchladí v peci rychlostí 2 až 20 0C.h-l do teploty 120 až 80 °. Pak se odlitky popouští při teplotě 550 až 610 °C a ochlazování v peci je rychlostí 2 až 20 °C.h"l do teploty B0 až 40 °C.

Description

Vynález se týká způsobu primárního vychlazování rozměrných a hmotných odlitků zhotovených z antikorozních ocelí, například rozváděčích kol vodních turbín, čerpadel, oběžných lopat vodních turbín apod.

Podle současných technologií se rozměrné odlitky zhotovené z antikorozních ocelí, obsahujících 13 '-í chrómu, 4 nebo 6 t niklu a 0,5 % molybdenu, vychlazují po odlití nejdříve ve formě do teploty 400 až 600 °C. Pak následuje vytržení odlitků, hrubé očištění od formovacích materiálů a upálení nálitků. Teplota v nejslabším místě odlitku nesmí klesnout pod 300 θθ. Po vyrovnání teplot v peci následuje regulované ochlazování rychlostí nejvýše 10 °C.h-l do teploty prvé transformace, tj. 120 až 80 °C. Následuje popuštění při teplotě- 590 až 610 OC. Po prodlevě na této teplotě se odlitek ochlazuje v peci rychlostí nejvýše 10 ⁰C.h~l do teploty 80 až 40 °C. Po vyrovnání teploty v celém průřezu odlitku se provede popuštění při 590 až 610 °C s následným chladnutím v peci do teploty 300 OC.

Nevýhodou dosavadních způsobů primárního vychlazování rozměrných a hmotných odlitků z antikorozních ocelí je velká časová náročnost výše uvedeného technologického režimu. Další nevýhodou je nízká míra bezpečnosti proti vzniku transformačních trhlin, vyplývající z toho, že po skončeném primárním vychlazování odlitků je struktura tvořena směsí popuštěného martenzitu, popouštěcího austenitu a netransformovaného austenitu. Hranice dendritických zrn jsou lemovány souvislou sítí karbidu chrómu, takže základní kovová matrice se vyznačuje velmi nízkou úrovní pevnosti v kohezi i nízkými plastickými vlastnostmi. Tento strukturní stav se pak může v průběhu úpravárenských operací, tj. při odstraňování zbytků formovacích směsí pomocí tlakové vody, zejména v zimních měsících, kdy teplota vody dosahuje až +5 °C, podílet na vzniku pnulových trhlin, jako důsledek dodatečné transformace zbytkového austenitu na martenzit.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob primárního vychlazování odlitků z antikorozních ocelí, kde se odlitky, po odstranění nálitků při teplotě v rozmezí 500 až 300 °C a následné homogenizaci teploty na 300 až 500 °C, postupně zchladí v peci rychlostí 2 až 20 °C.h^ do teploty 120 až 80 °C, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se odlitky následně ohřejí na teplotu 550 až 610 °C, načež následuje ochlazování rychlostí 2 až 20 °C.h^-1 na teplotu 80 až 40 °C.

Předností způsobu podle vynálezu je podstatné urychlení technologické operace primárního vychlazování. Zkrácení procesu představuje úsporu pecní kapacity v průměru o 30 %. U rozměrných a hmotných odlitků je to úspora až 95 hodin. Další předností způsobu podle vynálezu je skutečnost, že po dochlazení ve druhém stupni na teplotu 80 až 40 °C je struktura tvořena směsí popuštěného martenzitu, popouštěcího austenitu a zbytkového austenitu. Tomuto strukturnímu stavu odpovídá hodnota vrubové houževnatosti 25 až 45 3.cm a tranzitní teplota 50 až 80 °C. 3e tedy nejnižší teplota dochlazení právě limitní pro polohu tranzitní teploty. Tím je splněn základní požadavek pro bezpečné a reprodukovatelné primární vychlazení odlitků. Mimo zachování celistvosti odlitků se vytvoří optimální strukturní podmínky pro následné zpracování na konečnou.jakost. jednonásobný ohřev na popouštěcí teplotu v rozmezí 550 až 610 °C snižuje obsah popouštěcího austenitu ve srovnání s dvojnásobným popouštěním o 25 až 30 ¾. Tím se snižuje následná kalicí teplota konečného tepelného zpracování a současně s tím i teplota transformace tak, že po austenitizačním ohřevu a dochlazení na teplotu dílny je podíl transformované fáze 90 až 96 což zaručuje vynikající pevnostní a plastické vlastnosti. '

Příkladem řešení způsobu podle vynálezu je technologický postup primárního vychlazování odlitku oběžné lopatky Kaplanovy turbíny o hmotnosti 20 t. Odlitek z oceli obsahuje v hmotnostních procentech 0,05 % uhlíku, 0,75 % manganu, 0,39 \ křemíku, 12,60 % chrómu, 5,64 % niklu, 0,46 % molybdenu, 0,017 % fosforu, 0,015 % síry, zbytek železo. Odlitek chladne ve formě v intervalu teplot 1 600 až 600 °C rychlostí 5 °C.h^-^. Po dosažení teploty 450 °C se odlitek vytrhne z formy a při této teplotě se pálením odstraní nálitek. List lopaty je při pálení chráněn proti ochlazování rohožemi z vláknitých keramických materiálů. Po skončeném pálení je teplota v místě čepu 410 °C, v místě listu 325 °C. Lopata se založí na vozovou pec teplou 350 °C, s prodlevou na vyrovnání teplot 12 h. Pak následuje chladnutí v peci průměrnou rychlostí 9,5 °C.h^-1. Přitom maximální rychlost ochlazování v intervalu teplot 350 až 200 °C je 14,5 θΟ.Η^-·¹. V okamžiku docílení prvého vychlazovacího stupně je teplota lopatky v rozmezí 90 až 110 °C. Následuje ohřev rychlostí 20 °C.h”^ na teplotu 570 až 590 °C s prodlevou 20 h.

Následné chladnutí v peci da teploty čepu 75 °C a listu 55 °C probíhá průměrnou rychlostí 7,5 °C.h^-1. Maximální rychlost ochlazování odpovídá intervalu teplot 580 až 200 °C a je 18,5 °C.h”l. Pro vyrovnání teplot mezi listem a čepem na 50 až 60 °C se zařadí prodleva 8 h, po níž se provede tepelné zpracování na konečnou jakost, sestávající z ohřevu na teplotu 930 až 960 °C, s ochlazením na vzduchu a popuštění na teplotu 570 až 590 °C.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob primárního vychlazování odlitků z antikorozních ocelí, kde se odlitky, po odstranění nálitků při teplotě v rozmezí 500 až 300 °C a následné homogenizaci teploty na 300 až 500 °C, postupně zchladí v peci rychlostí 2 až 20 °C.h^ do teploty 120 až 80 °C, vyznačující se tím, že se odlitky následně ohřejí na teplotu 550 až 610 °C, načež následuje ochlazování rychlostí 2 až 20 °C.h^ na teplotu 80 až 40 °C. ’