JPH048487B2 - - Google Patents
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- JPH048487B2 JPH048487B2 JP63146684A JP14668488A JPH048487B2 JP H048487 B2 JPH048487 B2 JP H048487B2 JP 63146684 A JP63146684 A JP 63146684A JP 14668488 A JP14668488 A JP 14668488A JP H048487 B2 JPH048487 B2 JP H048487B2
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- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
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- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 11
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
a 産業上の利用分野
本発明は、焼入れ及び焼戻し処理の枠内で例え
ば水槽である冷却浴槽内での鋼製シリンダ形中空
体(例えば容器、管)を焼入れする方法に関す
る。この方法においては、長手方向軸が冷却剤の
浴面の平行に調整され、加熱されている中空体の
表面の一部のみが冷却浴槽の中に浸漬され、この
状態でこの中空体はその長手方向軸を中心に回転
する。
ば水槽である冷却浴槽内での鋼製シリンダ形中空
体(例えば容器、管)を焼入れする方法に関す
る。この方法においては、長手方向軸が冷却剤の
浴面の平行に調整され、加熱されている中空体の
表面の一部のみが冷却浴槽の中に浸漬され、この
状態でこの中空体はその長手方向軸を中心に回転
する。
b 従来の技術
熱放出が確実に容器の全長にわたり行われる、
容器のためのこのような方法は、例えばソ連の雑
誌“Metalovedenie i termitcheskaja
obrabotka metallov”(1985年刊、第9号の7−
10頁記載の論文“水−空気”の媒体内での瓶状容
器の焼入れ(翻訳))により公知である。
容器のためのこのような方法は、例えばソ連の雑
誌“Metalovedenie i termitcheskaja
obrabotka metallov”(1985年刊、第9号の7−
10頁記載の論文“水−空気”の媒体内での瓶状容
器の焼入れ(翻訳))により公知である。
冷却された容器の回転数はこの方法においては
一定に保持され、容器の高さは、可能な限り最大
の冷却速度が到達されるように調整される。表面
温度がマルテンサイト変態開始温度の近辺の所定
の温度(例えば315℃)に降下すると、直ちに容
器は冷却浴槽から取出され、50分を上回る時間で
徐々に空気中で冷却される。水槽浴槽内での冷却
処理時間を延長するだけで、冷却工程に必要な全
時間を減少することは実際上できない、何故なら
ばこの公知方法においてそのようにすると、焼入
れの際に亀裂が発生し、欠陥品が屡々発生するか
らである。
一定に保持され、容器の高さは、可能な限り最大
の冷却速度が到達されるように調整される。表面
温度がマルテンサイト変態開始温度の近辺の所定
の温度(例えば315℃)に降下すると、直ちに容
器は冷却浴槽から取出され、50分を上回る時間で
徐々に空気中で冷却される。水槽浴槽内での冷却
処理時間を延長するだけで、冷却工程に必要な全
時間を減少することは実際上できない、何故なら
ばこの公知方法においてそのようにすると、焼入
れの際に亀裂が発生し、欠陥品が屡々発生するか
らである。
c 発明が解決しようとする課題
本発明の課題は、冒頭に記載のシリンダ形中空
体の焼入れ方法を、冷却時間を短縮し、そしてそ
の際に例えば冷却工程の終わりに中空体が均一に
そして丁寧に冷却され、中空体の端部の肉厚の壁
も均一に冷却されることが確実であるように改善
することにある。
体の焼入れ方法を、冷却時間を短縮し、そしてそ
の際に例えば冷却工程の終わりに中空体が均一に
そして丁寧に冷却され、中空体の端部の肉厚の壁
も均一に冷却されることが確実であるように改善
することにある。
d 課題を解決するための手段
上記課題は、特許請求の範囲第1項記載の特徴
部分に記載の特徴により解決される。本発明の有
利な発展形は実施態様項第2項ないし第5項に記
載されている。
部分に記載の特徴により解決される。本発明の有
利な発展形は実施態様項第2項ないし第5項に記
載されている。
先ず始めに容器を例にして説明する本発明にお
いては、冷却剤浴槽内での容器の回転は、容器の
表面温度に依存して変化する温度で、マルテンサ
イト形成が発生する温度(マルテンサイト温度)
に到達後の回転数が、到達する前の冷却工程にお
ける温度に比して著しく増加するように行われ
る。これは、冷却剤浴槽の中で行われる冷却が、
マルテンサイト発生温度到達時点により分離され
る、互いに異なる冷却速度を有する2つの期間で
実際上行われることを意味する。第1の期間では
容器は、不所望の組織成分の形成を阻止するため
にできるだけ迅速に冷却される。マルテンサイト
発生温度に近づくと容器の回転数は、第2の期間
を導入するために増加する。即ち、従来の技術に
おけるよう冷却浴槽内で冷却が終了するのではな
く、引続き空気中で冷却される。回転数をこのよ
うに増加することにより、意外なことに熱放出が
緩慢になり、従つて容器の冷却が丁寧に行われ、
従つて焼戻しにより亀裂が容器壁に発生するのを
回避することができる。その際に回転数の増加
は、マルテンサイト発生温度に近づくとともに漸
次行われ、従つてマルテンサイト温度を下回つた
際に、冷却速度が所要の程度に確実に減少する。
しかしマルテンサイト発生温度到達直前まで高冷
却速度で冷却を行い、引続き突然に回転数を増加
することも可能である。このようにして全冷却時
間を最短にすることが可能である。しかし到達し
た冷却温度に依存して、容器の回転数を慎重にそ
して余り遅延せずに増加しなければならない。
いては、冷却剤浴槽内での容器の回転は、容器の
表面温度に依存して変化する温度で、マルテンサ
イト形成が発生する温度(マルテンサイト温度)
に到達後の回転数が、到達する前の冷却工程にお
ける温度に比して著しく増加するように行われ
る。これは、冷却剤浴槽の中で行われる冷却が、
マルテンサイト発生温度到達時点により分離され
る、互いに異なる冷却速度を有する2つの期間で
実際上行われることを意味する。第1の期間では
容器は、不所望の組織成分の形成を阻止するため
にできるだけ迅速に冷却される。マルテンサイト
発生温度に近づくと容器の回転数は、第2の期間
を導入するために増加する。即ち、従来の技術に
おけるよう冷却浴槽内で冷却が終了するのではな
く、引続き空気中で冷却される。回転数をこのよ
うに増加することにより、意外なことに熱放出が
緩慢になり、従つて容器の冷却が丁寧に行われ、
従つて焼戻しにより亀裂が容器壁に発生するのを
回避することができる。その際に回転数の増加
は、マルテンサイト発生温度に近づくとともに漸
次行われ、従つてマルテンサイト温度を下回つた
際に、冷却速度が所要の程度に確実に減少する。
しかしマルテンサイト発生温度到達直前まで高冷
却速度で冷却を行い、引続き突然に回転数を増加
することも可能である。このようにして全冷却時
間を最短にすることが可能である。しかし到達し
た冷却温度に依存して、容器の回転数を慎重にそ
して余り遅延せずに増加しなければならない。
いずれにせよ本発明による方法においては、マ
ルテンサイト発生温度に到達した場合又はこれを
下回つた場合、直ちに浴槽における冷却の冷却速
度が減少することが重要である。
ルテンサイト発生温度に到達した場合又はこれを
下回つた場合、直ちに浴槽における冷却の冷却速
度が減少することが重要である。
本発明は次の効果に基づいている:熱い容器を
回転させつつ水中に浸漬する場合、蒸気膜が形成
されても、容器表面と冷却剤との間の相対速度の
作用で破壊されるか、又は少なくとも蒸気膜が形
成されにくくなる。容器の回転数を増加すると、
個々の表面要素が冷却剤と接触する周期は早くな
るが、同時に空気も一緒に冷却剤の中に侵入す
る。空気も一緒に冷却剤の中に侵入すると、冷却
剤の冷却効果が減退する。従つて、冷却効果を高
めるか、又は焼入れ速度を(回転数を増加するこ
とにより)減少する最適の回転数を決めることが
できる。
回転させつつ水中に浸漬する場合、蒸気膜が形成
されても、容器表面と冷却剤との間の相対速度の
作用で破壊されるか、又は少なくとも蒸気膜が形
成されにくくなる。容器の回転数を増加すると、
個々の表面要素が冷却剤と接触する周期は早くな
るが、同時に空気も一緒に冷却剤の中に侵入す
る。空気も一緒に冷却剤の中に侵入すると、冷却
剤の冷却効果が減退する。従つて、冷却効果を高
めるか、又は焼入れ速度を(回転数を増加するこ
とにより)減少する最適の回転数を決めることが
できる。
通常のように水を冷却剤として使用する場合
は、容器の回転数を冷却の第1段階で少なくとも
40rot/minにし、その他の場合は次式に従つて
定める。
は、容器の回転数を冷却の第1段階で少なくとも
40rot/minにし、その他の場合は次式に従つて
定める。
N=6685/D(1+4h/D)rot/min
ここにおいてDはmm単位の容器の直径、hはmm
単位の浸漬深度である。第2段階においては回転
数は、最初の回転数の最低2倍から最高約5倍に
増加する。多くの場合、回転数が変化する前又は
最中に、即ち冷却浴槽内の2つの冷却期間の間に
容器を約10−60sec間冷却浴槽から取出し、容器
壁内のより深くの層内に保持されている熱によ
り、容器の外側表面の温度が再び上昇するように
するとよい。
単位の浸漬深度である。第2段階においては回転
数は、最初の回転数の最低2倍から最高約5倍に
増加する。多くの場合、回転数が変化する前又は
最中に、即ち冷却浴槽内の2つの冷却期間の間に
容器を約10−60sec間冷却浴槽から取出し、容器
壁内のより深くの層内に保持されている熱によ
り、容器の外側表面の温度が再び上昇するように
するとよい。
このようにして壁の肉厚にわたつて存在する温
度差が低減され、その結果、容器内側の温度が、
容器外側がマルテンサイト発生温度に到達した際
により低くなる。引続き、マルテンサイト変態の
際に亀裂が発生するのを回避するために焼入れの
強度が低減されると、内側は温度が低いので、内
側も100%のマルテンサイト組織を形成するのに
良好な状態となつている。
度差が低減され、その結果、容器内側の温度が、
容器外側がマルテンサイト発生温度に到達した際
により低くなる。引続き、マルテンサイト変態の
際に亀裂が発生するのを回避するために焼入れの
強度が低減されると、内側は温度が低いので、内
側も100%のマルテンサイト組織を形成するのに
良好な状態となつている。
端面が閉じているので冷却液が内部に入ること
がない容器に代えて、管を焼入れ処理する場合、
容器の場合と同様の冷却状態を端面をとじること
により得ることができる。この措置を講じない場
合、内側において全管長にわたり均一な冷却条件
を確保できるような措置を講じなければならな
い。
がない容器に代えて、管を焼入れ処理する場合、
容器の場合と同様の冷却状態を端面をとじること
により得ることができる。この措置を講じない場
合、内側において全管長にわたり均一な冷却条件
を確保できるような措置を講じなければならな
い。
e 実施例
次に本発明を実施例に基づいて説明する。直径
224mmの、自身の長手方向軸を中心に回転する鋼
製容器が、自身の長手方向軸に平行に80mmの深さ
で水槽の中に浸漬されて冷却される。冷却の第1
段階では容器の回転数N1=72rot/minである。
この回転数においては浸漬速度は空気が、この鋼
製容器と一緒に水槽の中に入り込んで急冷効果を
低減することがない程に充分に小さい。(対応す
る壁部分が浮上後に90゜回転された後に)高温計
(パイロメータ)により測定された表面温度が例
えばマルテンサイト発生温度に到達すると直ち
に、鋼製容器の回転数はN2=150゜rot/minに増
加する。この増加時点まで持続する冷却の第1段
階の持続時間は約15sec.である。回転数を増加し
た場合、急冷効果は著しく減少する、何故ならば
鋼製容器の浸漬側と一緒に空気が水槽に入り込む
からである。高い冷却速度による亀裂発生は回避
することができる。
224mmの、自身の長手方向軸を中心に回転する鋼
製容器が、自身の長手方向軸に平行に80mmの深さ
で水槽の中に浸漬されて冷却される。冷却の第1
段階では容器の回転数N1=72rot/minである。
この回転数においては浸漬速度は空気が、この鋼
製容器と一緒に水槽の中に入り込んで急冷効果を
低減することがない程に充分に小さい。(対応す
る壁部分が浮上後に90゜回転された後に)高温計
(パイロメータ)により測定された表面温度が例
えばマルテンサイト発生温度に到達すると直ち
に、鋼製容器の回転数はN2=150゜rot/minに増
加する。この増加時点まで持続する冷却の第1段
階の持続時間は約15sec.である。回転数を増加し
た場合、急冷効果は著しく減少する、何故ならば
鋼製容器の浸漬側と一緒に空気が水槽に入り込む
からである。高い冷却速度による亀裂発生は回避
することができる。
別の実施例でも同様に、亀裂発生なしに同様に
良質の冷却状態が得られた。この実施例において
は、直径339mmの容器が回転数N1=48rot/minで
回転させた。容器の浮上側の温度がマルテンサイ
ト発生温度を下回つた後、回転数はN2=
150゜rot/minに増加し、その果、この場合にも亀
裂は発生せず、そして冷却は10min以内に終了し
た。
良質の冷却状態が得られた。この実施例において
は、直径339mmの容器が回転数N1=48rot/minで
回転させた。容器の浮上側の温度がマルテンサイ
ト発生温度を下回つた後、回転数はN2=
150゜rot/minに増加し、その果、この場合にも亀
裂は発生せず、そして冷却は10min以内に終了し
た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 焼入れ及び焼戻し処理の枠内で、例えば容器
であるシリンダ形鋼製中空体を焼入れする方法で
あつて、加熱された前記中空体が、例えば水槽で
ある冷却用浴槽で、前記中空体の長手方向軸が冷
却用浴槽の浴面に平行に調整され、前記中空体の
表面の一部が冷却剤浴液の中に浸漬され、前記中
空体をその長手軸を中心に回転させながら冷却さ
せるシリンダ形鋼製中空体の焼入れ方法におい
て、焼入れ処理の間に回転数を、前記中空体の外
部表面の領域内でのマルテンサイト発生温度到達
後の回転数がマルテンサイト発生温度到達前の温
度より著しく上回るように変化させることを特徴
とするシリンダ形鋼製中空体の焼入れ方法。 2 前記冷却剤として水を使用する場合、マルテ
ンサイト発生温度到達前の回転数N1が、式 N1=6685/D(1+4h/D)rot/min により定まり(ただしDはmm単位の中空体の直
径、hはmm単位の浸漬深度)、N1は少なくとも
40rot/minであることと、マルテンサイト発生
温度到達後の回転数N2が、回転数N1より少なく
とも2倍大きいこととを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のシリンダ形鋼製中空体の焼入れ方
法。 3 マルテンサイト発生温度へ近づく際の回転数
の変化が漸次行われることを特徴とする特許請求
の範囲第1項又は第2項記載のシリンダ形鋼製中
空体の焼入れ方法。 4 マルテンサイト発生温度に達すると回転数の
変化が跳躍的に行われることを特徴とする特許請
求の範囲第1項又は第2項記載のシリンダ形鋼製
中空体の焼入れ方法。 5 回転数の変化の直前又は間において前記容器
が、10−6sec.の間冷却剤浴槽から取出されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4
項のいずれか1項に記載のシリンダ形鋼製中空体
の焼入れ方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3721665A DE3721665C1 (de) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | Verfahren zum Haerten eines Hohlkoerpers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6417822A JPS6417822A (en) | 1989-01-20 |
| JPH048487B2 true JPH048487B2 (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=6330630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63146684A Granted JPS6417822A (en) | 1987-06-26 | 1988-06-14 | Method for annealing cylindrical steel hollow body |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4900376A (ja) |
| EP (1) | EP0297024B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6417822A (ja) |
| AT (1) | ATE65802T1 (ja) |
| CA (1) | CA1310891C (ja) |
| DE (1) | DE3721665C1 (ja) |
| ES (1) | ES2023712B3 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3929829A1 (de) * | 1988-03-18 | 1991-03-07 | Mannesmann Ag | Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers |
| DE3900995A1 (de) * | 1988-06-01 | 1990-07-12 | Mannesmann Ag | Verfahren zum haerten eines zylindrischen hohlkoerpers |
| DE3818878A1 (de) * | 1988-06-01 | 1989-12-07 | Mannesmann Ag | Verfahren zum haerten eines zylindrischen hohlkoerpers aus stahl |
| DE3914218C2 (de) * | 1989-04-27 | 1994-08-18 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken eines metallischen langgestreckten, zylindrischen Körpers |
| DE4003363C1 (en) * | 1990-02-05 | 1991-03-28 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Ges.M.B.H., Linz, At | Hardening rails from rolling temp. - using appts. with manipulator engaging rail from exit roller table with support arms positioned pivotably on each side |
| US6539765B2 (en) | 2001-03-28 | 2003-04-01 | Gary Gates | Rotary forging and quenching apparatus and method |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1433721A1 (de) * | 1962-12-22 | 1969-02-20 | Allg Elek Citaets Ges Aeg Tele | Verfahren zum Oberflaechenhaerten von rotationssymmetrischen Stahlgegenstaenden |
| GB1181947A (en) * | 1967-04-03 | 1970-02-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and Apparatus for Tempering a Tubular Shaped Structure |
| US3944446A (en) * | 1975-05-22 | 1976-03-16 | Park-Ohio Industries, Inc. | Method of inductively heating and quench hardening camshafts |
| FR2462480A1 (fr) * | 1979-08-03 | 1981-02-13 | Pont A Mousson | Procede et installation pour la manutention de tuyaux en fonte ou de tubes d'acier au cours de leur traitement thermique |
| JPS5853695B2 (ja) * | 1980-01-16 | 1983-11-30 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼管の冷却方法 |
| JPH113323A (ja) * | 1997-06-10 | 1999-01-06 | Nec Software Ltd | ジョブ実行の負荷分散装置 |
-
1987
- 1987-06-26 DE DE3721665A patent/DE3721665C1/de not_active Expired
-
1988
- 1988-05-10 EP EP88730110A patent/EP0297024B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-10 AT AT88730110T patent/ATE65802T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-05-10 ES ES88730110T patent/ES2023712B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-14 JP JP63146684A patent/JPS6417822A/ja active Granted
- 1988-06-22 US US07/210,077 patent/US4900376A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-06-24 CA CA000570439A patent/CA1310891C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6417822A (en) | 1989-01-20 |
| EP0297024A1 (de) | 1988-12-28 |
| EP0297024B1 (de) | 1991-07-31 |
| CA1310891C (en) | 1992-12-01 |
| US4900376A (en) | 1990-02-13 |
| ES2023712B3 (es) | 1992-02-01 |
| ATE65802T1 (de) | 1991-08-15 |
| DE3721665C1 (de) | 1988-04-14 |
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