RU2372409C2 - Способ термической обработки металлической дроби - Google Patents
Способ термической обработки металлической дроби Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372409C2 RU2372409C2 RU2006130934/02A RU2006130934A RU2372409C2 RU 2372409 C2 RU2372409 C2 RU 2372409C2 RU 2006130934/02 A RU2006130934/02 A RU 2006130934/02A RU 2006130934 A RU2006130934 A RU 2006130934A RU 2372409 C2 RU2372409 C2 RU 2372409C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shot
- thermal treatment
- cycle
- hardening
- metallurgy
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 238000005496 tempering Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 9
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007545 Vickers hardness test Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и литейному производству. Техническим результатом изобретения является упрощение технологического цикла получения и термообработки литой металлической дроби, сокращение времени термообработки, снижение энергозатрат и улучшение качества металлической дроби. Для достижения технического результата осуществляют нагрев дроби до температуры аустенитизации и последующую закалку за один цикл в псевдоожиженном слое, причем применяется изотермическая закалка, температура которой регулируется в пределах в 150-500°С в зависимости от назначения дроби. При этом в цикле термической обработки исключается операция отпуска. 1 табл.
Description
Изобретение относится к литейному производству и металлургии и имеет целью получение металлической дроби повышенного качества, имеющей высокие значения разрушающей нагрузки при испытаниях на сжатие и микротвердость.
Применение металлической дроби весьма широко. По данным работы [1] металлическая дробь различных марок применяется в металлургии и литейном производстве для дробеметной и дробеструйной очистки различных изделий, в том числе отливок, и для поверхностного упрочнения деталей, в сварочном - как гранулированный присадочный материал, в материаловедении - как армирующий композиционный материал для получения высокопрочных изделий методом горячего изостатического прессования, в атомной энергетике - для биологической защиты, в промышленности строительных материалов - для резки и шлифовки камня и.т.д.
Однако наибольшее применение металлическая дробь получила для дробеструйной очистки отливок, поверхностного упрочнения деталей и для буровых работ.
Для литой металлической дроби характерен большой разброс механических свойств и структуры. Так, при исследовании стальной литой дроби диаметром 2,0 мм с содержанием углерода 1,1% было показано, что значения разрушающей нагрузки при испытании на сжатие изменяются от 100 до 400 кг, а значения микротвердости находятся в пределах 450-750 HV [2]. Микроструктура стальной литой дроби может меняться от полностью мартенситной с большим количеством остаточного аустенита до полностью бейнито-троститной, однако всегда оставаясь грубозернистой.
Применение дополнительной термической обработки (закалка и отпуск) (дробь стальная литая улучшенная) существенно улучшает свойства литой дроби и ее структуру. Известны способы термической обработки металлической литой дроби, заключающиеся в нагреве дроби для аустенитизации, закалке в воду или масло и отпуске, причем нагрев под закалку и отпуск осуществлялся в электрических конвективных печах [1, 3].
Способ, описанный в работе [1], взят в качестве прототипа и заключается в нагреве дроби в электрической конвективной печи барабанного типа, закалке в воду или масло и отпуске также в электрической конвективной печи. Время нахождения дроби в печи аустенитизации и печи отпуска зависит от массы дроби, обрабатываемой за один цикл термической обработки, и по данным [1, 3] может меняться от 30-60 мин до 2,0-2,5 ч.
К недостаткам прототипа относится большое время нахождения дроби в печах аустенитизации и, особенно, в печи отпуска и связанное с этим окисление дроби, большие энергозатраты на термическую обработку дроби.
Задачей изобретения является сокращение времени, затрачиваемого на термообработку, и соответственно уменьшение энергозатрат, сокращение технологического цикла термообработки, улучшение качества дроби, уменьшение разброса свойств дроби.
Указанная задача решается тем, что в известном способе термической обработки литой металлической дроби, включающем нагрев дроби до температуры аустенитизации и последующую закалку, нагрев дроби для аустенитизации и закалку осуществляют за один цикл в псевдоожиженном слое, причем применяют изотермическую закалку, температуру которой регулируют в пределах 150…500°С в зависимости от требуемых свойств дроби.
Таким образом, двойная термическая обработка аустенитизация - закалка - отпуск заменяется одинарной термической обработкой аустенитизация - изотермическая закалка. В этом случае достигается значительное сокращение времени нахождения дроби в печи аустенитизации (в 2 и более раза) в зависимости от массы дроби [4]. Это связано с высоким коэффициентом теплообмена в псевдоожиженном слое, в связи с чем скорость нагрева или охлаждения изделий в псевдоожиженном слое значительно больше, чем в газовых конвективных печах. Оптимальную скорость псевдоожижения, при которой коэффициент теплоотдачи достигает максимального значения, можно приблизительно оценить по формуле [5]
ωопт=VcAr/[d(18+5,22√Аr)],
где ωопт - оптимальная скорость псевдоожижения;
Vc - вязкость псевдоожиженной среды;
d - диаметр частиц;
Аr - число Архимеда.
Сокращение времени нахождения дроби в печи аустенитизации позволяет также уменьшить обезуглероживание и окисление поверхности дроби. Применение кипящего слоя для изотермической закалки позволяет в широких пределах варьировать структуру и свойства дроби, в зависимости от ее назначения и требуемых физико-механических свойств. При этом псевдоожиженный слой для изотермической закалки имеет неоспоримые преимущества по сравнению с расплавами солей, так как закалка в расплавах солей приводит к выносу соли, к необходимости ее удаления, ухудшает экологию, а также приводит к коррозии металла. Отметим, что в технологическом цикле получения литой металлической дроби имеются данные о применении псевдоожиженного (кипящего) слоя для сушки дроби после распыления жидкого металла струей воды или газа и охлаждения в бассейне с водой [6].
В качестве примера были проведены испытания твердости по Виккерсу двух партий стальной литой дроби с содержанием углерода 0,68-0,7, дополнительно содержащих 0,24% W (У7В) и 0,15% V (У7Ф). Нагрев и охлаждение образцов проводили в однотипных лабораторных установках кипящего слоя с размерами рабочей зоны 0,3×0,6×0,7 м. Псевдоожижение осуществляли продувкой газовоздушной смеси и сжиганием природного газа в слое электрокорунда с частицами 320 мкм. Изотермическая закалка проводилась в слое с частицами 120 мкм.
После аустенитизации при 860°С образцы подвергали изотермической закалке в псевдоожиженном слое в течение 30 мин при различных температурах.
Значения твердости (HV) по Виккерсу после изотермической закалки в псевдоожиженном слое приведены в таблице. На каждый режим изотермической закалки брали по 20 образцов.
| Таблица | ||||
| Марка стали | Микротвердость HV при различных температурах изотермической закалки | |||
| 250°С | 275°С | 300°С | 325°С | |
| У7В | - | 587-605 | 502-534 | 334-327 |
| У7Ф | 551-606 | 534-598 | 484-587 | 285-320 |
Структура всех образцов дроби, прошедших изотермическую закалку, представляла собой тонкопластинчатую феррито-карбидную смесь.
Источники информации
1. Затуловский С.С., Мудрук Л.А. Получение и применение металлической дроби. М., Металлургия. 1988, 183 с. (прототип).
2. Грачев С.В., Мальцева Л.А., Жуйков О.В., Гвоздовский В.П., Шляпников С.Н., Емельянов А.Ф. Получение и свойства стальной литой дроби высокой прочности. Известия вузов, Нефть и газ, №1, 2006, с.93-97.
3. Ефимов Д.Т., Фролов Н.Г. Металлическая дробь и песок. М., Машгиз, 1963, с.144.
4. Заваров А.С., Баскаков А.П., Грачев СВ. Термическая обработка в кипящем слое. М., Металлургия, 1981, с.84.
5. Тодес О.М., Бондарева А.И. В кн. Тепломассоперенос, т.V.М., Энергия, 1965, с.45-54.
6. Авторское свидетельство SU 1034838, кл. 5 В22F 9/06, 1983.
Claims (1)
- Способ термической обработки стальной литой дроби, включающий нагрев дроби до температуры аустенитизации и последующую закалку, отличающийся тем, что осуществляют изотермическую закалку дроби при 150-500°С, при этом нагрев и изотермическую закалку проводят за один цикл в псевдоожиженном слое.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006130934/02A RU2372409C2 (ru) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Способ термической обработки металлической дроби |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006130934/02A RU2372409C2 (ru) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Способ термической обработки металлической дроби |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006130934A RU2006130934A (ru) | 2008-03-10 |
| RU2372409C2 true RU2372409C2 (ru) | 2009-11-10 |
Family
ID=39280356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006130934/02A RU2372409C2 (ru) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Способ термической обработки металлической дроби |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2372409C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455369C1 (ru) * | 2011-05-06 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "ПРОМКО" | Устройство и способ термической обработки шаров |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1375661A1 (ru) * | 1986-09-18 | 1988-02-23 | Институт технической теплофизики АН УССР | Способ закалки стальных изделий |
| SU1446172A1 (ru) * | 1986-05-20 | 1988-12-23 | Тамбовский институт химического машиностроения | Способ закалки стальных изделий |
-
2006
- 2006-08-28 RU RU2006130934/02A patent/RU2372409C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1446172A1 (ru) * | 1986-05-20 | 1988-12-23 | Тамбовский институт химического машиностроения | Способ закалки стальных изделий |
| SU1375661A1 (ru) * | 1986-09-18 | 1988-02-23 | Институт технической теплофизики АН УССР | Способ закалки стальных изделий |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗАТУЛОВСКИЙ С.С., МУДРУК Л.А. Получение и применение металлической дроби. - М.: Металлургия, 1988, с.183. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455369C1 (ru) * | 2011-05-06 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "ПРОМКО" | Устройство и способ термической обработки шаров |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006130934A (ru) | 2008-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Koneshlou et al. | Effect of cryogenic treatment on microstructure, mechanical and wear behaviors of AISI H13 hot work tool steel | |
| Torkamani et al. | Comparing microstructure and mechanical properties of AISI D2 steel after bright hardening and oil quenching | |
| Zang et al. | Effects of substrate microstructure on biomimetic unit properties and wear resistance of H13 steel processed by laser remelting | |
| Da Silva et al. | Influence of retained austenite on short fatigue crack growth and wear resistance of case carburized steel | |
| Doong et al. | Fracture toughness of bainitic nodular cast iron | |
| RU2372409C2 (ru) | Способ термической обработки металлической дроби | |
| CN110964973A (zh) | 一种高锰cadi及其热处理方法 | |
| CN106367571B (zh) | 一种高弯曲性能奥贝球铁的等温淬火热处理方法 | |
| CN111154956B (zh) | 一种中碳低合金钢的热处理方法 | |
| US2875109A (en) | Method for the isothermal treatment of alloys after casting | |
| CN106544477A (zh) | 高强度耐磨型等温淬火蠕墨铸铁的生产工艺 | |
| CZ305587B6 (cs) | Způsob tepelného zpracování ložiskové oceli | |
| Yulianto et al. | Microstructure and hardness of gray cast iron as a product of solidification in permanent mold | |
| Tan et al. | Abrasive wear property of bainitic nodular cast iron in laser processing | |
| CN102330012A (zh) | 含铌贝氏体球铁材料及其生产工艺 | |
| Upadhyaya et al. | Study on the effect of austempering temperature on the structure-properties of thin wall austempered ductile iron | |
| RU2117054C1 (ru) | Способ обработки дроби | |
| JP6793541B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄管、および、球状黒鉛鋳鉄管の製造方法 | |
| RU2606665C1 (ru) | Способ регулируемой термической обработки литых стальных деталей | |
| RU2068449C1 (ru) | Способ термической обработки стальных литых сердечников крестовин железнодорожных стрелочных переводов | |
| KR20110084721A (ko) | 가열된 금속의 냉각 방법 및 냉각 장치, 이에 사용되는 염 | |
| RU2563382C1 (ru) | Способ термической обработки режущего инструмента из быстрорежущей стали | |
| US92220A (en) | Shoes and other articles | |
| Nawrocki et al. | Influence of pre-heat treatment on mechanical properties of austempered ductile cast iron | |
| CN103060694B (zh) | 一种改进的中低碳铬硅锰马氏体铸钢的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20090303 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20090310 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100829 |