CS276660B6

CS276660B6 - Způsob tepelného zpracování součástí s vysokou odolností proti tečení za obvyklých teplot

Info

Publication number: CS276660B6
Application number: CS897231A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Csc Bystricky; Miroslav Ing Bartoska
Original assignee: Skoda Kp
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1992-07-15
Also published as: CS723189A3

Abstract

Ocel obsahující kromě železa v hmot. množstvích 0,25 až 0,45 % uhlíku, 0,20 až 0,80 % manganu, 0,10 až 0,60 % křemíku, 1 až 2 % chrómu, 4 až 5 % niklu, 0,20 až 0,60 % molybdenu, 0,20 až 0,60 % wolframu, 0,08 až 0,20 % niobu, max. 0,030 % fosforu, max. 0,030 % síry, se po ohřevu na kalicí teplotu ochlazuje v intervalu teplot austenitisační teplota, teplota 600 °C, rychlostí 0,25 až 6,40 °C.s . Tím se dosáhne toho, že z tuhého roztoku postupně precipitují karbidy niobu, wolframu a molybdenu.

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování měřicích pružin. Měřicí pružiny patří v technice k jedněm z nejdůležitějších konstrukčních prvků v přístrojích pro měření síly a momentu. Funkce měřicí pružiny spočívá v tom, že měřená síla nebo moment deformuje měřicí pružinu, která může mít nejrůznější tvar a rozměry. Způsob měření deformace je ku příkladu mechanický, optický, pneumatický, elektrický. Přesnost převodu měřené síly nebo momentu na deformaci závisí na fyzikálně-mechanických vlastnostech pružin, zejména na jevech hysterese.

Doposud se způsob tepelného zpracování měřicích pružin, zhotovených z vysokolegovaných CrNi ocelí typu maraging, prováděl tak, že po austenitizačním ohřevu na teploty 960 až 1 000 °C se ochladily v oleji, s následným popuštěním 420 až 480 °C. Výsledná mez pevnosti v tahu byla 1 200 až 1 600 MPa. Nebo se měřicí pružina z MnSiCr pružinové oceli kalila z teploty 860 °C v oleji, popouštěla na 300 až 400 °C. Mez pevnosti se pohybovala v intervalu 1 200 až 1 400 MPa. Ve zkušebních strojích jsou měřicí pružiny zatěžovány silou, která má hodnotu 10 % meze kluzu v tahu. I při tomto zatížení dochází k jejich trvalé deformaci. Měření je zatíženo chybou, jejíž hodnota se zjistí až po provedeném měření.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob tepelného zpracování součástí s vysokou odolností proti tečení za obvyklých teplot z oceli obsahující kromě železa v hmot, množstvích 0,25 až 0,45 % uhlíku, 0,20 až 0,80 % manganu, 0,10 až 0,60 % křemíku, 1 až 2 % chrómu, 4 až 5 % niklu, 0,20 až 0,60 % molybdenu, 0,20 až 0,60 % wolframu, 0,08 až 0,20 % niobu, max. 0,030 % fosforu, max. 0,030 % síry, vyznačeného tím, že z kalicí teploty se součásti ochlazují v intervalu austenitisační teplota, teplota 600 °C, rychlostí 0,2 až 6,40

Výhodou způsobu tepelného zpracování podle vynálezu je vynikající odolnost základní kovové matrice proti tečení při teplotě +20 °C. Hodnota tečení při teplotě +20 °C je nejméně o jeden řád nižší, než u dosud známých postupů tepelného zpracování. Příznivé hodnoty meze tečení za obvyklých teplot jsou důsledkem precipitačních jevů, probíhajících při tepelném zpracování podle vynálezu. V důsledku řízené rychlosti ochlazování v teplotním intervalu austenitizační teplota, teplota 600 °C, vylučuje se z austenitu jemná disperse karbidů niobu, molybdenu a wolframu. Zatímco karbidy niobu precipitují převážně po hranicích bývalých austenitických zrn, karbidy molybdenu a wolframu precipitují uvnitř austenitických zrn. Existence jemně dispersního precipitátu ve spojení se základní martenzitickou matricí jsou tím činitelem, který brzdí proces tečení při teplotě +20 °C.

Příklady

Příkladem tepelného zpracování podle vynálezu je tepelné zpracování měrného členu siloměru o průměru 182 mm, délky 230 mm, hmotnosti 26 kg. Z oceli □ chemickém složení: 0,34 % uhlíku, 0,52 % manganu, 0,26 % křemíku, 1,31 % chrómu, 4,45 % niklu, 0,41 % molybdenu, 0,52 % wolframu, 0,10 % niobu, 0,018 % fosforu, 0,008 % síry, zbytek železo, se kováním za tepla zhotoví polotovar. Po jeho vyžíhání na měkko následuje mechanické opracování s přídavkem 0,2 mm na plochu pro broušení.

Konečné tepelné zpracování se provede následujícím postupem. Součást se předehřeje v elektrické šachtové peci na teplotu 300 až 340 °C, prodleva 1 h. Vlastní ohřev na austenitizační teplotu se provede v solné lázni, teplota 840 - 10 °C, prodleva na teplotě 50 minut. Následuje ochlazení na vzduchu do teploty povrchu 600 °C, potom ochlazení v termální solné lázni, teplé 180 °C. Rychlost ochlazování v intervalu kalicí teplota, teplota 600 °C, je 0,83 ^QC.s^-''·. Po vychlazení na teplotu dílny se odstraní zbytky solí vyvařením ve vodě. Následuje popouštění na teplotu 240 í 10 °C po dobu 4 h. Pevnostní a plastické vlastnosti, representované trhací zkouškou a zkouškou rázem v ohybu jsou následující: mez pevnosti 1 650 MPa, mez kluzu 1 350 MPa, tažnost 6,8 %, kontrakce 31,5 %, vrubová _o houževnatost 42 J.cm .

Dalším příkladem tepelného zpracování podle vynálezu je tepelné zpracování měrných trámců o rozměru HO x 30 x 260 mm, hmotnosti 1,21 kg, o chemickém složení: 0,41 % uhlíku, 0,62 % manganu, 0,35 % křemíku, 1,52 % chrómu, 4,61 % niklu, 0,51 % molybdenu, 0,48 %

CS 276 660 B6 2 wolframu, 0,09 % niobu, 0,020 % fosforu, 0,010 % síry, zbytek železo. Po mechanickém opracování výkovku s přídavkem 0,3 mm na čistý rozměr součásti se provede tepelné zpracování. Součásti se založí do vakuové pece a postupně ohřejí na teplotu 860 - 10 °C. Po prodlevě na kalicí teplotě 1 h se provede vychlazení v přetlakové komoře dusíkem. V intervalu teplot 860 až 400 °C bude přetlak 2 000 MPa a rychlost ochlazování je 2,1 až 2,8 °C.s Po dosažení teploty 400 °C se přetlak upraví na 600 MPa, tím se sníží ochlazovací rychlost na 0,8 až 1,2 θΟ.Ξ^-·¹·. Popouštění se provede ve vakuové peci na teplctu 240 - 10 °C, prodleva 3 hpdiny, pohlazení v peci. Po tomto tepelném zpracování mají měrné trámce následující mechanické vlastnosti: mez pevnosti v tahu 1 6B5 MPa, mez kluzu v tahu 1 370 MPa, tažnost -2

6,2 %, kontrakce 32,6 %, vrubová houževnatost 45 O.cm .

Hodnota trvalé deformace při zatížení tříbodovým ohybem při teplptě +20 °C, napětí 140 MPa, dpsahuje 0,028 °/pp při době zatěžování 86 400 sec, což je hodnota desetinásobně menší, než u známých postupů tepelného zpracování oceli ČSN 16640.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Způsob tepelného zpracování součástí s vysokou odolností proti tečení za obvyklých teplot z oceli obsahující kromě železa v hmot, množstvích 0,25 až 0,45 % uhlíku, 0,20 až 0,80 % manganu, 0,10 až 0,60 % křemíku, 1 až 2 % chrómu, 4 až 5 % niklu, 0,20 až 0,60 % molybdenu, 0,20 až 0,60 % wolframu, 0,08 až 0,20 % niobu, max. 0,030 % fosforu, max. 0,030 % síry, vyznačující se tím, že z kalicí teploty se součásti ochlazují v intervalu austenitizační teplota, teplota 600 °C, rychlostí 0,25 až 6,40 °C.sl.