PL113954B1 - Process for continuous carburizing of low-carbon steel strip - Google Patents

Process for continuous carburizing of low-carbon steel strip Download PDF

Info

Publication number
PL113954B1
PL113954B1 PL1975184328A PL18432875A PL113954B1 PL 113954 B1 PL113954 B1 PL 113954B1 PL 1975184328 A PL1975184328 A PL 1975184328A PL 18432875 A PL18432875 A PL 18432875A PL 113954 B1 PL113954 B1 PL 113954B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
carbon
strip
carburizing
temperature
belt
Prior art date
Application number
PL1975184328A
Other languages
English (en)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL113954B1 publication Critical patent/PL113954B1/pl

Links

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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/561—Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20—Carburising
    • C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego naweglania tasmy ze stali niskoweglowej, zwlaszcza o gru¬ bosci mniejs-zej niz 0,051 cm.Znane sa z opisów patentowych St.Zjedn,Ameryki nr 2531731 i nr 2513713 sposoby naweglania nisko¬ weglowej stali po walcowaniu na zimno. Wedlug tych sposobów cienka blache ze stali niskoweglowej ogrzewa sie i utrzymuje sie w podwyzszonej temperaturze oraz przeprowadza sie ciagle naweglanie przez przepuszczanie tej blachy przez uszczelniony piec w obecnosci atmosfery naweglajacej, tak ze atmosfera ta reaguje z blacha. - Nastepnie blache te hartuje sie i normalizuje. Sposoby te maja kilka powaznych wad. Mianowicie nie uzyskuje sie równomiernego rozMadu wegla na szerokosci blachy. Na skutek tego konieczne jest okrojenie brzegów blachy po nawegleniu* * Dla polepszenia rozkladu wegJa sposób ten przewiduje dwa rodzaje ogrzewania. Blacha jest ogrzewana elektrycznie oporowo, czyli przez grzanie wewnetrzne, a ponadto komora naweglajaca jest równiez ogrzewana, aby uniknac strat ciepla przez promieniowanie z blachy. Nastepnie tasme z blachy hartuje sie w kapieli olowiu, po czym przywraca sie jej strukture austenityczna, aby uzyskac material wystarczajaco miekki, Z punktu widze¬ nia metalurgii nalezy zalozyc, ze mikrostruktura zawiera prawdopodobnie gruby perlit, cementyt i ferryt prze- deutektyczny, zaleznie od koncowej zawartosci wegla w tasmie.Chociaz rozklad wegla i mikrostruktura tasmy w sposób istotny wplywaja na wlasciwosci mechaniczne blachy, pararrrtiy te sa wazne równiez z inriego wzgledu, a mianowicie ze wzgledu na reakcje na pózniejsza obróbke cieplna, -lezeli przykladowo naweglana tasma ma miec wytrzymalosc na rozciaganie powyzej 210 kG/m2, tasma ta musi zostac tak obrobiona cieplnie, aby uzyskac odpowiednia mikrostrukture, na przyklad zawierajaca drobne odpuszczone ziarna martenzytu., Takiej mikrostruktury nie mozna praktycznie uzyskac, jezeli blacha przed obróbka cieplna zawiera duze ilosci grubego perlitu i ferrytu przedeutektycznego, a rozklad wegJa jest nierównomierny. Wyrób uzyskiwany sposobem wedlug opisu patentowego St.Zjedn.Ameryki nr 2513713 ma równomierny rozklad wegla i zawiera mikroskladniki niezdolne do szybkiej reakcji przy obróbce cieplnej.Wegiel, w celu jego dyfuzji wstali niskoweglowej, dostarczany jest przez wzbogacanie endotermicznego gazu nosnego, gazowym weglowodorem. Przy ciaglym naweglaniu tasmy stalowej ilosc gazowego weglowodoru,2 113 954 j mianowicie metanu, jest zwykle utrzymywana w ilosci okolo 5% objetosciowo, w stosunku do gazu nosnego.Regulowanie ilosci gazowego weglowodoru dodanego w celu wzbogacenia gazu nosnego jest wazne z dwóch powodów. Po pierwsze nadmiar wolnego wegla powoduje powstawanie sadzy na powierzchni naweglonego mate¬ rialu, a po drugie ilosc wegla, jakim dysponuje sie do naweglania nie moze przewyzszac ilosci, która moze zostac wchlonieta na skutek dyfuzji przez stal niskoweglowa o danej grubosci.Zwykle dostarcza sie tylko tyle wegla, ile moze latwo wchlonac naweglony material. Realizuje sie to przy ciaglym naweglaniu tasmy stalowej przez utrzymywanie niskiej zawartosci procentowej gazowego weglowodoru w gazie naweglajacym. Rezultatem utrzymywania niskiej dyspozycyjnosci wegla a wiec ponizej 0,010 sa duze czasy przebywania w piecu naweglajacym.W znanych sposobach przy konwencjonalnym naweglaniu stosowano dyspozycyjnosc wegla 0,004. W celu skrócenia czasu przebywania i zmniejszenia kosztów naweglania mozna zwiekszyc dyspozycyjnosc wegla. Spo¬ wodowaloby to jednak powstawanie sadzy na powierzchni naweglonego materialu. Rozwazajac proces nawegla¬ nia trzeba brac zatem pod uwage dyspozycyjnosc wegla, pole przekroju poprzecznego i minimalne powstawanie sadzy. Aby uzyskac odpowiednie naweglenie przy braku sadzy, wedlug stanu techniki stosuje sie dlugie czasy przebywania i mala dyspozycyjnosc wegla. Dyspozycyjnosc wegla definiuje sie jako stosunek wagowy ilosci wegla dostarczanego w jednostce czasu do pieca do ilosci stali przechodzacej w jednostce czasu przez piec. < Sposób wedlug wynalazku umozliwia szybkie naweglenie tasmy stalowej przez przepuszczenie jej przez piec, tak ze czas przebywania jest krótki, a nastepnie obrabianie naweglonej tasmy w taki sposób, by uniemozli¬ wic powstawanie ferrytu przedeutektycznego. Uzyskana przez to duza przepustowosc umozliwia natychmia¬ stowe hartowanie po nawegleniu, przez co uzyskuje sie znakomita mikrostrukture.Wynalazek dotyczy sposobu ciaglego naweglania tasmy ze stali niskoweglowej o grubosci ponizej 0,051 cm, przy czym naweglana tasma charakteryzuje sie brakiem ferrytu przedeutektycznego. Tasme nagrzewa sie w piecu do naweglania do zakresu austenitu 950— 1150°C. Grubosc naweglanej tasmy jest zwiazana z dyspozycyjnoscia wegla tak, ze mozna osiagnac krótki czas przebywania. Nastepnie naweglona tasma jest homogenizowana, a wiec ogrzewana w sposób znany ze stanu techniki aby uzyskac równomierny makrorozklad wegla na dlugosci, szerokosci i grubosci tasmy. Tasma jest nastepnie hartowana z predkoscia wystarczajaca dla uniemozliwienia powstawania ferrytu przedeutektycznego i dla wytworzenia równomiernego mikrorozkladu wegla.Wynalazek umozliwia ciagle naweglanie cienkich blach, zwlaszcza blachy czarnej, czyli produktu walcowa¬ nia na zimno o grubosci 0,0358 cm i mniej. Uzyskiwany wyrób charakteryzuje sie specjalna mikrostruktura, to jest brakiem ferrytu przedeutektycznego i zasadniczo brakiem sadzy na powierzchni. < Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze ogrzewa sie tasme ze stali niskoweglowej w zakresie austenitu 950 — 1150°C w piecu do obróbki ciaglej, o duzej dyspozycyjnosci wegla, tak ze czas przebywania tasmy jest krótki, po czym tasme^homogenizuje sie, aby uzyskac równomierny makrorozklad wegla na dlugosci, szerokosci i grubosci tasmy i hartuje sie tasme przy temperaturze ponizej 600°C od zakresu austenitu w ciagu czasu krótsze¬ go niz 10sek., przez co uzyskuje sie równomierny mikrorozklad wegla. Dyspozycyjnosc wegla ustala sie przez powiazanie ilosci wegla doprowadzanego do pieca z iloscia stali przechodzacej przez ten piec, tak by uzyskac wlasciwa zawartosc wegla w naweglonej tasmie.Wynalazek jest dokladniej opisany na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie linie do ciaglego naweglania, fig. 2 - komore chlodzenia, fig. 3 - fotografie mikrostruktury tasmy naweglonej, która nie zostala poddana homogenizacji i hartowaniu, a fig. 4 - fotografie mikrostruktury tasmy naweglonej, która zostala obrobiona sposobem wedlug wynalazku.Stosujac sposób wedlug wynalazku, tasme ze stali o malej zawartosci wegla, na przyklad blache czarna o poczatkowej zawartosci wegla okolo 0,08% mozna nieprzerwanie nagrzewac w linii naweglania zawierajacej obszar podgrzewania, obszar naweglania, oraz obszar homogenizacji wyrobu o koncowej zawartosci wegla przynajmniej 0,50%, przy czym wyrób jest nastepnie hartowany w obszarze chlodzenia, tak ze mikrostruktura naweglonej tasmy jest zasadniczo perlityczna. Proces przeprowadza sie tak, ze czas przebywania tasmy w obsza¬ rze naweglania jest krótki, to znaczy krótszy niz 10 min, w przeciwienstwie do okresu czasu wynoszacego od 2 do 14 godzin, znanego z opisu pat. St.Zjedn.Ameryki nr 2955062.Sposób wedlug wynalazku ma przewage nad stanem techniki, poniewaz mozna uzyskac równomierny rozklad wegla, a równoczesnie tasma przebywa krótko w obszarze naweglania - ponizej 10 minut. Te dwa parametry, to znaczy równomierny rozklad wegla i czas przebywania sa zatem najwazniejszymi aspektami wyna¬ lazku.Równomierny rozklad wegla omawiany w tym opisie jest rozwazany w kontekscie rozkladu wegla na skale makro i na skale mikro. Równomierny rozklad wegla na skale makro po nawegleniu oznacza, ze wdyfundowany11S954 3 wegiel jest rozlozony równomiernie na dlugosci, szerokosci i grubosci tasmy. Rozklad makro uzyskuje sie przez homogenizacje tasmy w temperaturze 980-1040°C w obszarze homogenizacji po wyjsciu tasmy z obszaru naweglania. Rozklad wegla na skale mikro oznacza, ze ilosciowo wegiel wystepuje w gotowej tasmie jako homogeniczny mikroskladnik perlitu lub bainitu. Rozklad taki uzyskuje sie przez natychmiastowe hartowanie tasmy po wyjsciu z obszaru homogenizacji. Tasme hartuje sie od temperatury w zakresie austenitu do okolo 600°C, w czasie mniejszym niz 10sek. Takie szybkie chlodzenie uniemozliwia przemiane austenitu wprzedeu- tektyczny ferryt i/lub gruboplytkowy perlit. Brak tych mikroskladników zapewnia, ze mikrostruktura tasmy charakteryzuje sie równomiernym mikro rozkladem wegla.Nalezy zauwazyc, ze mikrorozkladu wegla nie mozna uzyskac bez wytworzenia najpierw mikrorozkladu przez homogenizacje naweglonej tasmy. Krótki czas przebywania, co jest drugim kluczowym aspektem wynala¬ zku, uzyskuje sie przez stosowanie temperatury naweglania powyzej normalnie stosowanej dotychczas, miano¬ wicie w zakresie 950-1150°C. Normalna temperatura naweglania stosowana dotychczas wynosila 900-941°C.W polaczeniu z podwyzszona temperatura wykorzystuje sie wysoka dyspozycyjnosc wegla.Jak opisano poprzednio dyspozycyjnosc wegla jest to stosunek wagowy ilosci wegla wprowadzonego do pieca do ilosci stali przechodzacej przez piec Dotychczas dyspozycyjnosc wegla okreslano jako ilosc wegla uzyskiwana z rozkladu lub krakowania wzbogaconego weglowodorami skladnika gazowego atmosfery nawegla¬ jacej, np. metanu, gdzie metan mógl rozkladac sie na wegiel i wodór. Wedlug stanu techniki dyspozycyjnosc wegla nie jest zatem rozwazana w kontekscie jak wedlug wynalazku. Jest to najistotniejsza róznica pomiedzy sposobem wedlug wynalazku a znanymi sposobami naweglania.Mówiac ogólnie stan techniki jest zwiazany z niska dyspozycyjnoscia wegla. Dyspozycyjnosc wegla utrzy¬ mywano na niskim poziomie, poniewaz uwazano, ze wieksze ilosci wegla sa szkodliwe, gdyz powoduja powstawa¬ nie sadzy na powierzchni naweglonej czesci. Z tego wzgledu, aby zminimalizowac powstawanie sadzy, ilosc wegla do dyfuzji utrzymywano specjalnie na niskim poziomie. Obecnie stwierdzono, ze stosunek powierzchni do objetosci naweglonej czesci, to jest szerokiej, cienkiej tasmy jest taki, ze caly dostepny wegiel latwo dyfunduje w tasme i nie osadza sie w postaci sadzy na powierzchni tasmy. Mozna zatem zwiekszyc dyspozycyjnosc wegla z poziomu wedlug stanu techniki, nie powodujac powstawania sadzy na blasze. Stosunek mniejszy niz 0,010 uwaza sie za niska dyspozycyjnosc wegla. Przykladowo przy konwencjonalnym naweglaniu stosowano dyspo-' zycyjnosc wegla 0,004. W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie wysoka dyspozycyjnosc wegla, to znaczy powyzej 0,010, a ponizej 0,080. Dyspozycyjnosc wegla ponizej 0,010 powoduje dlugi czas przebywania tasmy w piecu. Dyspozycyjnosc wegla powyzej 0,080 moglaby spowodowac powstawanie sadzy na powierzchni tasmy.Krótki czas przebywania i duza predkosc tasmy w piecu nalezy traktowac jako synonimy. Mówiac inaczej, oznacza to, ze tasme mozna naweglac szybko w krótkim piecu do naweglania. Mozliwosc stosowania mniejszych' pieców oznacza nizsze naklady kapitalowe na zbudowanie Unii naweglania dla tasmy o grubosci np. 0,05 cm* Ponadto powstawanie sadzy na powierzchni naweglanej czesci zasadniczo nie wystepuje, nawet przy wpro¬ wadzaniu do 50% metanu do gazu naweglajacego. Taka zawartosc metanu jest w przyblizeniu dziesieciokrotnie wieksza niz zawartosc metanu stosowanego wedlug stanu techniki. Wynalazek nadaje sie do stosowania przy duzych wartosciach dyspozycyjnosci wegla przy sterowaniu grubosci tasmy i temperatury naweglania. Oznacza to, ze jesli grubosc tasmy jest mniejsza niz 0,051 cm a temperatura naweglania jest w zakresie 950- 1150°C, nie bedzie sadzy na powierzchni tasmy. Mozna wtedy równiez stosowac czas przebywania mniejszy niz 10 min.Krótki czas przebywania jest wazny równiez dla innych przyczyn. Aby szybko hartowac naweglona tasme by uzyskac opisany mikrorozklad wegla, tasma musi szybko przechodzic z obszaru homogenizacji do obszaru hartowania. Nie mozna tego zrealizowac przy duzych czasach przebywania, to znaczy przy malych predkosciach przesuwu tasmy.Na figurze 1 przedstawiono przykladowo linie 1 do ciaglego naweglania sposobem wedlug wynalazku.Linia ta sklada sie z nastepujacych glównych zespolów skladowych: stanowiska wejscia 2 przeznaczonego do doprowadzania blachy niskoweglowej S do wlasciwego pieca naweglajacego 4, komory chlodzenia 6 do szybkie¬ go schladzania blachy S po przejsciu przez piec naweglajacy i stanowiska odbiorczego 8 do zwijania naweglonego wyrobu. Stanowisko mieszania gazu 10 doprowadza do pieca naweglajacego potrzebna atmosfere naweglania.Stanowisko wejscia 2 zawiera rolke 11 do umieszczenia zwoju tasmy niskoweglowej blachy, np. konwen¬ cjonalnej blachy czarnej AISI C100a Rozwijana tasma przechodzi wokól rolki naprezajacej 12 i rolki prowa¬ dzacej 13. Jak to zostanie pózniej dokladnie opisane, elementy te wspólpracuja z podobnymi elementami na stanowisku odbiorczym 8 w celu utrzymania wlasciwego naprezenia tasmy w linii naweglania 1. « Tasma przechodzi do zbiornika czyszczacego 14, gdzie usuwane sa resztki oleju i brudu, a nastepnie do wlasciwego pieca 4.Piec 4 ma podluzna konstrukcje, która sklada sie z szeregu obszarów. Najpierw tasma wchodzi w obszar4 113 954 podgrzewania 16, gdzie zostaje nagrzana do temperatury austenitu. Gaz obojetny np. azot lub wodór jest dopro¬ wadzany ze stanowiska podgrzewania gazu 55 i przeplywa w przeciwpradzie w stosunku do tasmy. Gaz doplywa rura wlotowa 23 i wyplywa rura wylotowa 24. Przy obszarze podgrzewania 16 usytuowany jest obszar nawegla- nia 17, gdzie temperatura tasmy zostaje podwyzszona do 950- 1150°C. Atmosfera naweglania ze stanowiska mieszania gazu 10, o wysokiej dyspozycyjnosci wegla, to jest w zakresie od 0,010 do okolo 0,080, przeplywa przez ten obszar, tak ze zawartosc wegla w tasmie gwaltownie wzrasta na skutek dyfuzji gazu z tej atmosfery w tasme.Stanowisko mieszania gazu 10 zawiera obszar 52 dostarczania gazu, gdzie gazy endotermiczne, takie jak wodór, tlenek wegla, azot i dwutlenek wegla sa mieszane w odpowiednich okreslonych uprzednio ilosciach.Analizator punktu rosy 53 mierzy i kontroluje punkt rosy tej mieszaniny gazu. Gazowy weglowodór, taki jak metan, zostaje poddany w miejscu 54, tak ze gaz naweglajacy ma zadana dyspozycyjnosc wegla.Gdy tasma wychodzi z obszaru naweglania 17, rozklad wegla jest nierównomierny na grubosci tasmy.Atmosfera naweglajaca wchodzi w ten obszar przez rure wlotowa 25 i opuszcza go przez rure wylotowa 26, usytuowana w przednim wzgledem kierunku przeplywu gazu koncu obszaru naweglania 17.Przy obszarze naweglania 17 usytuowany jest obszar homogenizacji 18, gdzie wegiel, który wdyfundowal w tasme w obszarze naweglania 17 rozklada sie równomiernie na szerokosci, dlugosci i grubosci tasmy. Uzyskuje sie równomierny makrorozklad wegla. Temperatura tasmy w obszarze homogenizacji jest utrzymywana na wartosci 800°C. Gaz obojetny, podobny do przeplywajacego przez obszar podgrzewania 16, lub tez gaz o niskiej dyspozycyjnosci wegla, dostarczany jest ze stanowiska 56 gazu homogenizacyjnego i przeplywa w przeciwpradzie wzgledem kierunku ruchu tasmy S. Gaz ten doplywa do obszaru homogenizacji poprzez rure wlotowa 27, usytuowana z przodu tego obszaru homogenizacji 18. Przegrody 20 oddzielaja od siebie obszar podgrzewania, obszar naweglania i obszar homogenizacji, tak ze gazy nie moga przeplywac z jednego obszaru do drugiego.Prowadnica tasmy 19 przechodzi wzdluznie przez obszary pieca i przez komore chlodzenia 6. Prowadnica 19 utrzymuje usytuowanie i naprezenie tasmy w odpowiednich obszarach. Podwyzszona temperatura do 1150°C jest utrzymywana w piecu 4 przez element grzejny 21. » Bezposrednio przy obszarze homogenizacji 18 usytuowana jest komora chlodzenia 6. Przegroda 20 oddziela obszar homogenizacji 18 od komory chlodzenia 6. W komorze chlodzenia 6 temperatura tasmy zostaje gwaltownie zmniejszona tak, ze austenit nie moze przemienic sie w ferryt przedeutektyczny. Na fig. 2 pokazano równiez, ze komora chlodzenia 6 zawiera pierwszy obszar chlodzenia 30 i drugi obszar chlodzenia 32, oddzielo¬ ne od siebie przegroda 33. W pierwszym obszarze chlodzenia 30 para rur wlotowych 35 i 36 dostarcza gaz chlo¬ dzacy, np. wodór, na powierzchnie dolna i górna tasmy poprzez wiele dysz 37, 38, aby ulatwic szybkie zaharto¬ wanie od temperatury powyzej okolo 800°C do okolo 600°C w czasie okolo 10 sek., przez co zostaje zakonczo¬ na przemiana mikrostruktury tasmy. Gaz jest dostarczany ze stanowiska zasilania 45 i wyplywa rura 39.Wstepnie ochlodzona tasma wchodzi nastepnie w drugi obszar chlodzenia 32, gdzie gaz chlodzacy, np. azot, wplywa przez rury wlotowe 40 i 41 ze stanowiska zasilania 46 i jest rozprowadzany po powierzchni górnej i dolnej tasmy przez wiele dysz 42 i 43, po czym wyplywa przez rure wylotowa 44. Tasma zostaje ochlodzona do temperatury otoczenia po czym wychodzi do atmosfery. Plyta koncowa 34 uszczelnia koniec drugiego obsza¬ ru chlodzenia 32. Mikrostruktura tasmy wyraznie wykazuje równomierny ilosciowo rozklad wegla.Po wyjsciu z obszaru chlodzenia 32 tasma jest doprowadzana do stanowiska odbiorczego 8. Stanowisko to zawiera rolke prowadzaca 48 i pare rolek naprezajacych 49. Rolka prowadzaca 48 i rolki naprezajace 49 sa zsynchronizowane z rolka naprezajaca 12 i rolka prowadzaca 13, aby utrzymac naprezenie tasmy w piecu oraz wspomagac przeciaganie tasmy przez linie naweglania. Olejarka 50 rozprowadza cienka warstwe ochronna na powierzchni tasmy, która zostaje nastepnie zwinieta na rolke odbierajaca 51„ « Jak omówiono powyzej najwazniejszymi aspektami wynalazku sa dwa parametry, a mianowicie czas prze¬ bywania i równomierny rozklad wegla.Sposób wedlug wynalazku umozliwia zwiekszenie zawartosci wegla od 0,08% do 0,60% w blasze czarnej o grubosci 0,0254 cm przy czasie przebywania mniejszym niz 10 min. Mozna to uzyskac dzieki stosowaniu duzej dyspozycyjnosci wegla i wysokiej temperatury naweglania w zakresie 950 — 1150 C.W tabeli 1 i 2 jako próbki laboratoryjne stosowano tasmy o szerokosci 2,54 cm i grubosci 0,0254 cm, a jako próbki produkcyjne stosowano tasmy o szerokosci 61 cmi o grubosci 0,0254 cm. .Tabela 1 podaje czas przebywania potrzebny do uzyskania zawartosci wegla 0,60% w wymienionych wyzej próbkach, przy zmieniajacej sie temperaturze naweglania i stezeniu gazowego weglowodoru. W kazdym przy¬ padku stosowano metan. Powierzchnie naweglanych tasm nie byly zanieczyszczone sadza. «113954 5 Tabela 1 Temperatura 1 L 1 982°C 982 982 982 1038 1038 1038 1038 Stezenie metanu 10% 20 30 40 10 20 30 . 40 Czas przebywania dla 0,6% C próbki lab. 8,5 min 7 6 5 5 3,5 <3 2 próbki prod. 8,5 min 6,5 6 3,5 Krótki czas przebywania mozna bylo uzyskac, poniewaz wedlug wynalazku stosuje sie wysoka dyspozy¬ cyjnosc wegla.Tabela 2 podaje dyspozycyjnosc wegla dla kilku przebiegów naweglania przy stosowaniu tasmy o szero¬ kosci 2,54 cm, o szerokosci 61 cm i grubosci 0,0254 cm. Dyspozycyjnosc wegla jest równiez porównana z dyspo¬ zycyjnoscia wegla wedlug stanu techniki, to jest przy naweglaniu konwencjonalnym. Widac wyraznie, ze dyspo¬ zycyjnosc wegla stosowana wedlug wynalazku jest znacznie wieksza niz wedlug stanu techniki. Dyspozycyjnosc wegla podana jest w tabeli dla blachy czarnej AISI Cl008, naweglanej do zawartosci wegla 0,60%, Gdy zmieniaja sie wymiary tasmy lub zmienia sie stopien naweglania, zmieniana jest równiez dyspozycyjnosc wegla. Dyspozy¬ cyjnosc wegla dia kazdego przykladu lezy w zadanym zakresie 0,010 do 0,080. Nalezy równiez zauwazyc, ze stezenie metanu podane w tej tabel i wynosi 10 - 30%, podczas gdy przy próbkach naweglanych powierzchniowo 5%.Tabela 2 Oznaczenie próbki 1 Próbki lab.Próbki prod.Naweglanie "powierzchniowe Temp. < nawegl. 2 982°C 982°C 1038°C 1038°C 982°C 982°C 1038°C 1038°C Stezenie metanu 3 10% 30% 10% 30% 10% 20% 10% 20% 5% A kg C/h 4 0,04 0,12 0,04 0,12 5,34 10,68 5,34 10,68 9,34 B kg stali na h 5 1,36 2,04 2,47 4,09 123 170 170 315 2,300 Dyspozy¬ cyjnosc wegla (A/B) 6 I 0,029 0,059 0,016 0,029 0,043 0,063 0,031 0,034 0,0046 113 954 Równomierny rozklad wegla na dlugosci i szerokosci tasmy uzyska sie, jezeli w piecu jest równomierny rozklad temperatury i gazu.Tabela 3 podaje zestawienie wyników analizy zawartosci wegla w punktach co 30,5 m na krawedzi prawej i lewej tasmy o grubosci 0,0254 cm, o szerokosci 61 cm i o dlugosci 703 m, obrabianej sposobem wedlug wyna¬ lazku.Tabela 3 Krawedz prawa lewa 30,5 0,62 0,62 61,0 0,62 0,64 90,2 0,61 0,63 122,0 0,62 0,61 152,5 0,61 0,60 183,0 0,61 0,61 213,5 0,62 0,61 234,0 0,61 0,61 274,5 0,61 0,62 305,0 0,62 0,62 336,0 0,60 0,62 Krawedz prawa lewa 397,5 0,62 0,61 427,0 0,61 0,63 457,0 0,62 0,61 487,0 0,62 0,63 518,0 0,60 0,62 550,0 0,60 0,62 580,0 0,60 0,62 610,0 0,60 0,61 642,0 0,60 0,62 672,0 0,60 0,61 703,0 0,58 0,60 Równomierny ilosciowy makrorozklad wegla mozna pokazac na podstawie tabeli 4 Tabela 4 analiza tasmy o gru¬ bosci 0,0254 cm analiza tasmy o zdjeciu wartwy 0,00635 cm z kazdej strony %C po nawegleniu 0,57 0,46 Po homogenizacji przy1100°C 0,58 0,57 Próbka po naweglaniu nie byla homogenizowana sposobem wedlug wynalazku i ma gradient zawartosci wegla, wskazujacy na nierównomierny rozklad wegla w przekroju poprzecznym tasmy. Próbka homogenizowana ma równomierny ilosciowy rozklad wegla.Równomierny ilosciowy mikrorozklad wegla mozna pokazac na podstawie fig. 3 i 4. Rig. 3 przedstawia fotografie mikrostruktury tasmy po naweglaniu. Mikrostruktura ta zawiera gruby plytkowy perlit i znaczne ilosci ferrytu przedeutektycznego, który powstaje ria granicach poprzednio istniejacych ziaren austenitu. Fig. 4 przed¬ stawia fotografie mikrostruktury tasmy naweglanej zahartowanej gazowo w obszarze chlodzenia 6, natychmiast po wyjsciu z obszaru homogenizacji 18. Struktura zawiera glównie drobny perlit z niewielka iloscia czastek ferrytu przedeutektycznego, powstajacego na granicach poprzednio istniejacych ziaren austenitu. Tych czastek ferrytu nie nalezy mylic z duzymi polami jasnego wytrawionego perlitu- Ponadto zawartosc wegla jest równo¬ mierna w przekroju poprzecznym.Sposób wedlug wynalazku mozna przedstawic na nastepujacym przykladzie, który nie powinien byc113954 7 rozumiany w sensie ograniczenia wynalazku.Przyklad. Jako material wyjsciowy zostala zastosowana tasma blachy czarnej o grubosci 0,0254 cm i szerokosci 2,54 cm. Tasma ta zostala poddana naweglaniu przez przepuszczanie jej przez piec. Zostala wprowa¬ dzona do strefy wstepnego ogrzewania o temperaturze 1040°C, w atmosferze gazów 95% N2 i 5% H2, gdzie czas przebywania wynosil 3 minuty. Nastepnie tasma z blachy czarnej zostala przesunieta do strefy naweglania, gdzie zostala poddana naweglaniu w temperaturze 1040°C w atmosferze 10% metanu, gdzie reszte stanowi endoter- miczny gaz nosny, którego przyblizony sklad - 40% N2 40% H2, 20% CQ2, a czas przebywania wynosil 6 min, osiagnieta dyspozycyjnosc wegla wynosila 0,020. Nastepnie naweglona blacha zostala poddana homogenizacji, w strefie homogenizacji w temperaturze 1040°C w atmosferze 95% N2, 5% H2 w czasie 2 minut. Po czym blacha zostala poddana hartowaniu W strefie chlodzenia, gdzie byla hartowana w pierwszym obszarze chlodzenia wodo¬ rem, do okolo 600°C, natomiast w drugim obszarze chlodzenia azotem do temperatury otoczenia. Otrzymany produkt koncowy posiadal/sklad równowazny C 1010 0,60% wegla, a mikrostrukture stanowil glównie drobny perlit. Powierzchnia byla pozbawiona sadzy.Okreslenie „glównie drobny perlit" moze ewentualnie obejmowac równiez bardzo male slady przedeutek- tycznego ferrytu, to znaczy mniej niz 5% objetosciowo. Taka niewielka ilosc przedeutektycznego ferrytu moze powstac z przemiany austenitu po chlodzeniu na skutek nieskutecznego hartowania.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego naweglania Jasmy ze stali niskoweglowej o grubosci przekroju poprzecznego mniejszej niz okolo 0,051 cm, dla uzyskania naweglonej tasmy o powierzchni zasadniczo pozbawionej sadzy, bez ferrytu przedeutektycznego polegajacy na przepuszczaniu tasmy przez obszar ogrzewania, naweglania i nastepnie harto¬ wania, znamienny tym, ze material poddawany naweglaniu ogrzewa sie w zakresie austenitu w tempera¬ turze od 950—1150°C przy dyspozycyjnosci Wiegla wynoszacej 0,010 - 0,080 w czasie mniejszym niz 10 min, po czym homogenizuje sie ten material w zakresie austenitu powyzej temperatury 800°C, a nastepnie hartuje sie go w temperaturze ponizej 600°C w zakresie austenitu, w czasie mniejszym niz 10 sekund. • 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze stosuje sie atmosfere naweglajaca, zlozona z gazu endotermicznego i gazowego weglowodoru, zwlaszcza metanu, o stezeniu 10—50%. 3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze podczas homogenizacji doprowadza sie atmosfere obojetna, i . 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze tasme hartuje sie w dwu etapach, przy czym w pierwszym etapie chlodzenia na powierzchnie górna i dolna tasmy doprowadza sie strumien gazu, którym jest wodór, utrzymujac temperature tasmy ponizej 600°C, zas w drugim etapie chlodzenia strumien gazu, którym jest azot, doprowadza sie na powierzchnie górna i dofna tasmy zmniejszajac jej temperature do temperatury otocze¬ nia. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze naweglaniu poddaje sie material, którym jest bla¬ cha czarna.8 113 954 Vii 113 954 910 113 954 FIG. 3. ^a&s&s FIG. 4.Zaklad Wydawniczo Poligraficzny WPL Zarn. 497. Naklad !05 ?gz.Ona J00 zl PL

Claims (1)

  1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego naweglania Jasmy ze stali niskoweglowej o grubosci przekroju poprzecznego mniejszej niz okolo 0,051 cm, dla uzyskania naweglonej tasmy o powierzchni zasadniczo pozbawionej sadzy, bez ferrytu przedeutektycznego polegajacy na przepuszczaniu tasmy przez obszar ogrzewania, naweglania i nastepnie harto¬ wania, znamienny tym, ze material poddawany naweglaniu ogrzewa sie w zakresie austenitu w tempera¬ turze od 950—1150°C przy dyspozycyjnosci Wiegla wynoszacej 0,010 - 0,080 w czasie mniejszym niz 10 min, po czym homogenizuje sie ten material w zakresie austenitu powyzej temperatury 800°C, a nastepnie hartuje sie go w temperaturze ponizej 600°C w zakresie austenitu, w czasie mniejszym niz 10 sekund. • 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze stosuje sie atmosfere naweglajaca, zlozona z gazu endotermicznego i gazowego weglowodoru, zwlaszcza metanu, o stezeniu 10—50%. 3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze podczas homogenizacji doprowadza sie atmosfere obojetna, i . 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze tasme hartuje sie w dwu etapach, przy czym w pierwszym etapie chlodzenia na powierzchnie górna i dolna tasmy doprowadza sie strumien gazu, którym jest wodór, utrzymujac temperature tasmy ponizej 600°C, zas w drugim etapie chlodzenia strumien gazu, którym jest azot, doprowadza sie na powierzchnie górna i dofna tasmy zmniejszajac jej temperature do temperatury otocze¬ nia. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze naweglaniu poddaje sie material, którym jest bla¬ cha czarna.8 113 954 Vii 113 954 910 113 954 FIG. 3. ^a&s&s FIG. 4. Zaklad Wydawniczo Poligraficzny WPL Zarn. 497. Naklad !05 ?gz. Ona J00 zl PL
PL1975184328A 1974-10-30 1975-10-29 Process for continuous carburizing of low-carbon steel strip PL113954B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/519,365 US3950192A (en) 1974-10-30 1974-10-30 Continuous carburizing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL113954B1 true PL113954B1 (en) 1981-01-31

Family

ID=24067991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1975184328A PL113954B1 (en) 1974-10-30 1975-10-29 Process for continuous carburizing of low-carbon steel strip

Country Status (15)

Country Link
US (1) US3950192A (pl)
JP (1) JPS5526708B2 (pl)
AU (1) AU497739B2 (pl)
BE (1) BE834995A (pl)
CA (1) CA1036915A (pl)
DD (1) DD122825A5 (pl)
DE (1) DE2548430A1 (pl)
ES (1) ES442116A1 (pl)
FR (1) FR2289626A1 (pl)
GB (1) GB1503179A (pl)
IT (1) IT1044598B (pl)
LU (1) LU73678A1 (pl)
NL (1) NL7512521A (pl)
PL (1) PL113954B1 (pl)
SE (1) SE7512075L (pl)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1471880A (en) * 1973-10-26 1977-04-27 Air Prod & Chem Furnace atmosphere for the heat treatment of ferrous metal
DE2636273C3 (de) * 1976-08-12 1980-02-07 Ipsen Industries International Gmbh, 4190 Kleve Verfahren zur Regelung eines Aufkohlens von Teilen in einem Vakuumofen
US4145232A (en) * 1977-06-03 1979-03-20 Union Carbide Corporation Process for carburizing steel
FR2430987A1 (fr) * 1978-07-12 1980-02-08 Honda Motor Co Ltd Procede et appareil pour les traitements de brasage au four en continu et de nitruration douce d'articles en fer
FR2503187A1 (fr) * 1981-03-31 1982-10-08 Cables De Lyon Geoffroy Delore Procede et dispositif de recuit et de trempe au defile pour elements metalliques allonges en aciers fins ou speciaux
GB2108156B (en) * 1981-09-19 1986-01-15 British Oxygen Co Ltd Heat treatment of metals
FR2527641A1 (fr) * 1982-05-28 1983-12-02 Air Liquide Procede de traitement thermique de pieces metalliques par carburation
GB8310102D0 (en) * 1983-04-14 1983-05-18 Lucas Ind Plc Corrosion resistant steel components
US4597807A (en) * 1984-11-13 1986-07-01 Air Products And Chemicals, Inc. Accelerated carburizing method with discrete atmospheres
FR2586258B1 (fr) * 1985-08-14 1987-10-30 Air Liquide Procede pour la cementation rapide et homogene d'une charge dans un four
FR2626292A1 (fr) * 1988-01-26 1989-07-28 Paturle Aciers Procede de traitement thermochimique superficiel de bandes d'acier et en particulier de bandes de faibles epaisseurs et installation pour sa mise en oeuvre
FR2649123B1 (fr) * 1989-06-30 1991-09-13 Air Liquide Procede de traitement thermique de metaux
FR2650295B1 (fr) * 1989-07-26 1994-04-01 Michelin Et Cie Procede et dispositif permettant de traiter thermiquement des feuillards metalliques
JP2502405B2 (ja) * 1990-07-31 1996-05-29 川崎製鉄株式会社 連続焼鈍炉
KR940003784B1 (ko) * 1990-07-31 1994-05-03 가와사키 세이데츠 가부시키가이샤 침탄 · 침질대를 구비한 연속 어닐링로
US5143558A (en) * 1991-03-11 1992-09-01 Thermo Process Systems Inc. Method of heat treating metal parts in an integrated continuous and batch furnace system
CA2125785A1 (en) * 1992-10-15 1994-04-28 Tsuguhiko Nakagawa Method of continuously carburizing metal strip
US6074493A (en) * 1994-06-15 2000-06-13 Kawasaki Steel Corporation Method of continuously carburizing metal strip
JP3448789B2 (ja) * 1995-01-20 2003-09-22 同和鉱業株式会社 ガス浸炭方法
FR2746112B1 (fr) * 1996-03-13 1998-06-05 Procede de traitement thermique en continu de bandes metalliques dans des atmospheres de nature differente
DE19829825C2 (de) * 1997-07-07 2002-10-10 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Karburierungs- und Abschreckungsvorrichtung und Verfahren zum Abschrecken dünner Plattenteile
US5997286A (en) * 1997-09-11 1999-12-07 Ford Motor Company Thermal treating apparatus and process
US7468107B2 (en) * 2002-05-01 2008-12-23 General Motors Corporation Carburizing method
DE10347312B3 (de) * 2003-10-08 2005-04-14 Air Liquide Deutschland Gmbh Verfahren zur Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1932032A (en) * 1932-01-28 1933-10-24 Surface Combustion Corp Continuous carburizing process
US2513713A (en) * 1947-11-24 1950-07-04 Electric Furnace Co Method of carburizing low carbon strip steel
US2955062A (en) * 1952-02-27 1960-10-04 Midland Ross Corp Method for carburizing in a continuous furnace
US3356541A (en) * 1965-08-20 1967-12-05 Midland Ross Corp Carburizing method and apparatus
JPS535607B2 (pl) * 1973-01-11 1978-03-01

Also Published As

Publication number Publication date
US3950192A (en) 1976-04-13
BE834995A (fr) 1976-04-29
FR2289626B1 (pl) 1980-01-18
LU73678A1 (pl) 1976-08-19
FR2289626A1 (fr) 1976-05-28
DE2548430A1 (de) 1976-05-06
DD122825A5 (pl) 1976-11-05
NL7512521A (nl) 1976-05-04
AU8609875A (en) 1977-05-05
SE7512075L (sv) 1976-05-03
JPS5167236A (pl) 1976-06-10
CA1036915A (en) 1978-08-22
JPS5526708B2 (pl) 1980-07-15
IT1044598B (it) 1980-03-31
GB1503179A (en) 1978-03-08
ES442116A1 (es) 1977-06-16
AU497739B2 (en) 1979-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3950192A (en) Continuous carburizing method
US4003764A (en) Preparation of an ε-carbon nitride surface layer on ferrous metal parts
JP2018506638A (ja) 窒化包装鋼材の製造方法
JPH064906B2 (ja) 金属加工物の浸炭法
JPS641527B2 (pl)
US4152177A (en) Method of gas carburizing
US3356541A (en) Carburizing method and apparatus
CA1052669A (en) Process for hardening work pieces made from steel and arrangement for carrying out the process
DE19736514C5 (de) Verfahren zum gemeinsamen Oxidieren und Wärmebehandeln von Teilen
US4317687A (en) Carburizing process utilizing atmospheres generated from nitrogen-ethanol based mixtures
US4208224A (en) Heat treatment processes utilizing H2 O additions
EP2497839B1 (en) Method for the treatment of steels
DE69902169T2 (de) Verfahren zum niederdrück-nitrocarburieren metallischer werkstücke
US4359351A (en) Protective atmosphere process for annealing and or spheroidizing ferrous metals
US4036482A (en) Apparatus for hardening workpieces of steel
DE69411022T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontrollierten herstellung und zuführung einer gasatmosphäre mit mindestens zwei komponenten und verwendung in anlagen für thermische oder karburierende behandlung
EP1673483B1 (de) Verfahren zur wärmebehandlungen von eisenwerkstoffen
EP1122330A1 (de) Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zum Nitrocarburieren von Eisenwerkstoffen
JPS58123821A (ja) 熱処理方法
DE69610404T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke unter Schutzgas
JPS585259B2 (ja) ガス浸炭方法及び装置
DE2419997C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung härtbarer bzw. verschleißfester Oberflächenschichten von Stahlteilen in einem Glühofen
JPH05202425A (ja) 連続焼鈍炉における浸炭浸窒処理設備
WO2005098056A1 (de) Verfahren zur wärmebehandlung von metallen
Tikhonov Chemicothermal treatment in large-scale production