×
27.08.2015
216.013.7554

СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области обработки черных металлов, в частности к повышению механических свойств конструкционных сталей. Для повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности изделие подвергают закалке и высокому отпуску, а затем осуществляют последующую обработку изделия путем воздействия на него в течение 35 мин пульсирующим газовым потоком со скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ. 1 ил.
Основные результаты: Способ термообработки изделий из конструкционной стали, включающий закалку и высокий отпуск изделия, отличающийся тем, что осуществляют последующую обработку изделия путем воздействия на него в течение 35 мин пульсирующим газовым потоком со скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ.
Реферат Свернуть Развернуть

Заявляемое изобретение относится к области обработки черных металлов, в частности к повышению механических свойств конструкционных сталей.

Детали машин в процессе эксплуатации зачастую подвергаются радиальному биению и другим нагружениям динамического характера, поэтому упрочняющая обработка деталей машин должна помимо достаточной статической прочности обеспечивать высокую устойчивость к ударным нагрузкам.

Наиболее распространенная упрочняющая обработка деталей машин из среднеуглеродистых легированных улучшаемых сталей, таких, как сталь 40Х, представляет собой закалку на мартенсит с последующим высоким отпуском при температуре 550-680°С (улучшение).

В результате подобной термообработки структура стали будет представлять собой сорбит отпуска - дисперсную феррито-цементитную смесь с зернистой формой карбидных включений, которая призвана обеспечить устойчивость изделия к динамическим нагрузкам в сочетании с приемлемым для нетяжелонагруженных деталей значением предела прочности и условного предела текучести.

Актуальной является задача повышения значений показателей ударной вязкости без снижения показателей прочности термоулучшенных конструкционных легированных сталей, при решении которой целесообразно использовать пульсирующий дозвуковой низкочастотный газовый поток как эффективное, недорогое и экологически чистое средство воздействия на структуру, напряженное состояние и механические свойства металлических изделий.

Известен способ термической обработки, которому подвергают изделия или заготовки из двухфазных титановых сплавов (см. патент RU 2417950 С1., опубл. 10.05.2011 г. Бюл. №13.). Изделие из двухфазного титанового сплава ВТ14, нагретое в электропечи до температуры закалки от 850 до 880°C, после требуемой выдержки помещают в рабочую камеру, где охлаждают под действием пульсирующего водовоздушного потока, обладающего скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 830 до 1000 Гц, импульсным воздушным давлением от 8 до 12 кПа и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ, оказывающего на закаливающееся изделие комплексное воздействие. Расход воды при этом составляет от 1 до 1,5 л/мин. Данный способ позволяет уменьшить поводку при термической обработке изделий из двухфазных титановых сплавов, а также увеличить их твердость и износостойкость после закалки и последующего старения в сравнении со стандартной термической обработкой.

Основными недостатками способа являются значительная технологическая сложность при его реализации, связанная с необходимостью быстрого закрепления нагретого изделия в рабочей камере и введения дозированного количества воды в воздушный поток, а также необходимость нахождения нагревательной печи вблизи установки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ повышения механических свойств изделий из легированных среднеуглеродистых сталей, прошедших закалку с высоким отпуском (см. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2004 г. С.285), который заключается в выдержке до 60 часов деталей в атмосфере аммиака при 500-600°C, принятый в качестве ближайшего аналога.

Основным недостатком данного известного способа повышения механических свойств термоулучшенных конструкционных сталей является отсутствие обеспечения достаточной надежности, связанное с недостаточно благоприятным сочетанием значений показателей ударной вязкости, пластичности и прочности, достигаемым в результате его применения. К недостаткам способа также относятся поверхностный характер повышения механических свойств, хрупкость азотированного слоя, использование дорогостоящего оборудования и значительная продолжительность. Способ недостаточно эффективен применительно к экономнолегированным улучшаемым сталям, таким как сталь 40Х, так как в них мало легирующих элементов, нитриды которых обеспечивают упрочнение азотированного слоя.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача повысить надежность термоулучшенных конструкционных сталей за счет повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности.

Решение поставленной задачи достигается тем, что термоулучшенную конструкционную сталь обрабатывают без нагрева пульсирующим газовым потоком, обладающим скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1 000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ до 35 минут.

Таким образом, изобретение позволило получить технический результат, а именно повысить надежность термоулучшенных конструкционных сталей за счет повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности.

На фиг.1 приведена таблица, характеризующая свойства стали 40Х после закалки и стандартного высокого отпуска при температуре 580°C и такой же термообработки с последующей обработкой пульсирующим газовым потоком в течение 35 мин без нагрева, где σВ - временное сопротивление разрыву (МПа); σ0,2 - условный предел текучести (МПа); KCU - ударная вязкость (МДж/м2); δ - относительное удлинение (%); HRC - твердость (безразмерные единицы Роквелла).

Заявляемое изобретение реализуется следующим образом: термоулучшенную (подвергнутую закалке и высокому отпуску по стандартным режимам) конструкционную сталь обрабатывают без нагрева пульсирующим газовым потоком, обладающим скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ до 35 минут. В качестве газа используют воздух.

В ходе процесса обработки пульсирующим газовым потоком с течением времени механические волны, генерируемые пульсациями газового потока, оказывают существенное воздействие на распределение и подвижность дислокаций в стали, а также влияют на величину остаточных напряжений.

Так, для стали 40Х после закалки и стандартного высокого отпуска при температуре 580°С и такой же термообработки с последующей обработкой пульсирующим газовым потоком в течение 35 мин без нагрева были получены несколько более высокие, в сравнении со стандартным термоулучшенным состоянием, значения предела прочности и условного предела текучести при значении относительного удлинения выше более чем на 13% и ударной вязкости выше на 20%.

Обработку пульсирующим газовым потоком по приведенным режимам также применяют к готовым термоулучшенным изделиям без дополнительного нагрева.

Таким образом, изобретение позволило получить технический результат, а именно повысить надежность термоулучшенных конструкционных сталей за счет повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности.

Способ термообработки изделий из конструкционной стали, включающий закалку и высокий отпуск изделия, отличающийся тем, что осуществляют последующую обработку изделия путем воздействия на него в течение 35 мин пульсирующим газовым потоком со скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ.
СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 21 items.
10.07.2013
№216.012.53c9

Способ формирования сигнала управления системой стабилизации беспилотного летательного аппарата

Изобретение относится к технике управления полетом беспилотного летательного аппарата в условиях появления не предсказуемых факторов возмущения полетом, способных привести к изменению траектории и, как следствие, к промахам в поражении цели. Способ заключается в формировании управляющего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487052
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.10.2013
№216.012.75b0

Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике и касается тепловой защиты частей корпусов летательных аппаратов (ЛА), совершающих полет со сверх- и гиперзвуковыми скоростями. Крыло гиперзвукового ЛА содержит размещенный на его поверхности эмиссионный слой (2), который через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495788
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.12.2013
№216.012.8dfd

Уплотнительное устройство канала ствола артиллерийского орудия

Уплотнительное устройство содержит клин затвора с выполненной в нем расточкой, заполненной жидкостью, стакан с отверстиями, дифференцирующий кольцевой поршень, воротник кольцевого дифференцирующего поршня, крышку, резиновое кольцо, поджимаемое к казенному срезу ствола, со стальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502032
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e2b

Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева

Изобретение относится к ракетно-космической и авиационной технике. Крыло гиперзвукового летательного аппарата (ЛА) содержит внешнюю оболочку, на внутренней поверхности которой размещен эмиссионный слой-катод, который через бортовой потребитель электроэнергии, токоввод катода и токовывод анода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506199
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9ea4

Способ термической обработки конструкционных сталей на высокопрочное состояние

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке конструкционных сталей. Способ включает закалку конструкционной стали на мартенсит с последующим воздействием на нее пульсирующего дозвукового воздушного потока с определенными частотой и звуковым давлением при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506320
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.12.2014
№216.013.125e

Способ термической обработки изделий из титанового сплава вт16

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделий из титанового сплава ВТ16 включает закалку путем нагрева до температуры 790-830°C, выдержки и охлаждения в воде. После закалки изделие нагревают до температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536125
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.03.2015
№216.013.322f

Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава вт23

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава ВТ23 характеризуется тем, что изделие нагревают до 850°С, выдерживают 1 ч, охлаждают в воде и подвергают старению при температуре 550°С в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544322
Дата охранного документа: 20.03.2015
27.07.2015
№216.013.66b0

Способ упрочняющей термической обработки углеродистых инструментальных сталей

Изобретение относится к термической обработке углеродистых инструментальных сталей. Способ термической обработки включает закалку сталей с температуры 760-780°C и последующее воздействие на них при комнатной температуре пульсирующего дозвукового воздушного потока частотой 1130-2100 Гц и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557841
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6b0b

Способ управления аэродинамическими характеристиками гиперзвукового летательного аппарата

Изобретение относится к области гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА). Способ управления аэродинамическими характеристиками гиперзвукового летательного аппарата включает установку плоских МГД-генераторов попарно симметрично относительно плоскости симметрии элементов оперения ГЛА, а между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558961
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.12.2015
№216.013.98b8

Способ термической обработки конструкционных сталей на высокопрочное состояние

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке изделий конструкционных сталей. Для повышения ударной вязкости стали при сохранении высоких значений показателей твердости и прочности стальное изделие закаливают на мартенсит, после чего при комнатной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570716
Дата охранного документа: 10.12.2015
Showing 1-10 of 24 items.
10.07.2013
№216.012.53c9

Способ формирования сигнала управления системой стабилизации беспилотного летательного аппарата

Изобретение относится к технике управления полетом беспилотного летательного аппарата в условиях появления не предсказуемых факторов возмущения полетом, способных привести к изменению траектории и, как следствие, к промахам в поражении цели. Способ заключается в формировании управляющего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487052
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.10.2013
№216.012.75b0

Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике и касается тепловой защиты частей корпусов летательных аппаратов (ЛА), совершающих полет со сверх- и гиперзвуковыми скоростями. Крыло гиперзвукового ЛА содержит размещенный на его поверхности эмиссионный слой (2), который через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495788
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.12.2013
№216.012.8dfd

Уплотнительное устройство канала ствола артиллерийского орудия

Уплотнительное устройство содержит клин затвора с выполненной в нем расточкой, заполненной жидкостью, стакан с отверстиями, дифференцирующий кольцевой поршень, воротник кольцевого дифференцирующего поршня, крышку, резиновое кольцо, поджимаемое к казенному срезу ствола, со стальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502032
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e2b

Крыло гиперзвукового летательного аппарата в условиях его аэродинамического нагрева

Изобретение относится к ракетно-космической и авиационной технике. Крыло гиперзвукового летательного аппарата (ЛА) содержит внешнюю оболочку, на внутренней поверхности которой размещен эмиссионный слой-катод, который через бортовой потребитель электроэнергии, токоввод катода и токовывод анода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506199
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9ea4

Способ термической обработки конструкционных сталей на высокопрочное состояние

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке конструкционных сталей. Способ включает закалку конструкционной стали на мартенсит с последующим воздействием на нее пульсирующего дозвукового воздушного потока с определенными частотой и звуковым давлением при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506320
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.12.2014
№216.013.125e

Способ термической обработки изделий из титанового сплава вт16

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделий из титанового сплава ВТ16 включает закалку путем нагрева до температуры 790-830°C, выдержки и охлаждения в воде. После закалки изделие нагревают до температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536125
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.03.2015
№216.013.322f

Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава вт23

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава ВТ23 характеризуется тем, что изделие нагревают до 850°С, выдерживают 1 ч, охлаждают в воде и подвергают старению при температуре 550°С в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544322
Дата охранного документа: 20.03.2015
27.07.2015
№216.013.66b0

Способ упрочняющей термической обработки углеродистых инструментальных сталей

Изобретение относится к термической обработке углеродистых инструментальных сталей. Способ термической обработки включает закалку сталей с температуры 760-780°C и последующее воздействие на них при комнатной температуре пульсирующего дозвукового воздушного потока частотой 1130-2100 Гц и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557841
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6b0b

Способ управления аэродинамическими характеристиками гиперзвукового летательного аппарата

Изобретение относится к области гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА). Способ управления аэродинамическими характеристиками гиперзвукового летательного аппарата включает установку плоских МГД-генераторов попарно симметрично относительно плоскости симметрии элементов оперения ГЛА, а между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558961
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.12.2015
№216.013.98b8

Способ термической обработки конструкционных сталей на высокопрочное состояние

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке изделий конструкционных сталей. Для повышения ударной вязкости стали при сохранении высоких значений показателей твердости и прочности стальное изделие закаливают на мартенсит, после чего при комнатной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570716
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД