167409. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legfeljebb 0,26% karbon tartalmú ötvözetlen szerkezeti acélból készült rudak, elsősorban 6-12 mm átmérőjű acélrudak mechanikai, különösen nyúlási tulajdonságainak javítására
167409 5 6 hő hatására enyhén felmelegszik. Ez a kezelés elsősorban 20 és 45% közötti hidegalakítást kapott rudak esetén használható. A széntartalom célszerűen 0,06—0,20%, előnyösen 0,08—0,1%, míg a szilícium, mangán és egyéb ötvöző tartalom az ún. nagyszilárdságú építőacéloknál szokásos menynyiség. A találmány szerinti eljárás különleges előnye abban jelentkezik, hogy kiindulva egy alacsony széntartalmú ötvözetlen szerkezeti acélból, amely meghatározott hidegalakítási fokkal (például 36%) rendelkezik, amely ebben az állapotában meghatározott szilárdsági és nyújthatósági értékű, egy célszerű hőkezelési művelet útján, amelynek során a teljes rúdkeresztmetszet mentén nem szabad nemesítést végrehajtani, összehasonlítva a kiindulási értékkel, a hidegenalakított állapotban egyrészt nagymértékben fokozott nyújthatósági tulajdonságokkal rendelkező acélminőséget nyerünk a szilárdsági tulajdonságok megtartásával, sőt javításával, másrészt nagymértékben fokozott szilárdsági tulajdonságokkal rendelkező acélanyagokat állíthatunk elő, gyakorlatilag megtartva annak nyújthatósági tulajdonságait. Ez az eredmény ellentétben áll a szakterületen uralkodó általános felfogással, a szakemberek véleménye szerint ugyanis a szilárdsági értékek és a nyújthatósági értékek csak egymással ellentétes értelemben változtathatók. A találmányt a továbbiakban néhány kiviteli példa kapcsán írjuk le részletesen, amelyek során főként az egyes műszaki intézkedéseket tárgyaljuk nagyobb részletességgel. Elöljáróban néhány, a leírásban és az igénypontokban alkalmazott fogalmat kell definiálnunk: — „rúdalakon" olyan méreteket értünk, amelyekkel rendelkező tárgyak hossztengelyükre merőleges, lényegében mindig azonos keresztmetszeti területekkel rendelkeznek, főleg azonban olyan méretű tárgyakat, amelyeknek azon kívül még azonos felületi kontúrvonaluk van; — a rúd „héján" olyan réteget értünk, amely a rúdmag tartományával ellentétben e magon kívül fekszik, a rúd külső felületén. Amint a következő leírásrészből kitűnik, a héj vastagsága, azaz különösképpen a héj térfogata a mag térfogatához viszonyítva a megkívánt maghőmérséklet által van meghatározva. Műszakilag, indukciós eljárás esetében, a megkívánt héj vastagság az előre megadott frekvencia által van megszabva. A héj vastagsága annál nagyobb, minél kisebbre van választva a frekvencia. Az átadott hőmennyiség a tekercsméret és a teljesítménysűrűség útján szabályozható. Minél magasabb teljesítménysűrűséget választanak, annál gyorsabban melegszik, és annál magasabb hőmérsékletűre lesz melegíthető a héj. így a frekvencia megválasztása és a rúd előremozgatási sebességének összehangolása útján a tekercsmérethez és a teljesítménysűrűséghez (a rúd tartózkodási ideje az indukciós tartományban) a megkívánt hőmérséklet a héjban be van állítva. A megkövetelt teljesítménysűrűségnek a hozzáigazítása a héj-térfogatának a magtérfogathoz való viszonyához a hőmérsékletkiegyenlítési tartomány megkívánt hőmérsékletének megadása után történik; — a „hőmérsékletkiegyenlítósi tartomány" fogalmát az 1. ábra kapcsán magyarázzuk részletesen. Az 1. ábrán vázlatosan tüntetük fel egy induktív felmelegítés idő-hőmérséklet görbéjét, vízzel való 5 utólagos hirtelen lehűtés nélkül (a lehűtés a levegőn történt sugárzás útján végbement hőleadással). A vázlatos ábrázolás kb. egy 8 mm átmérőjű rúd hőmérsékleti görbéjének felel meg, amelyet meghatározott frekvencia szerint elsődlegesen annak 10 kb. 0,8 mm vastagságú héjban melegítettünk fel. Amint az 1. ábra mutatja, már az indukciós tekercsben való tartózkodás során csekély mértékben hőáramlás indul meg a mag felé. Az adott példa esetében a hőáramlás nagyobb ré-15 sze a forró héj felől a viszonylag hideg maghoz az indukciós tekercs (T0 - az 1. ábrán) elhagyása után történik. Ez az idővel bekövetkező kiegyenlítődés a rúdkeresztmetszeten keresztül jelenti a zlt hőmérsékletkiegyenlítési tartomány fogalmát. A talál-20 mány szerinti hatások eléréséhez az ezután következő, vízzel történő lehűtést meghatározott időközön belül kell végrehajtani a héj és mag közötti hőkiegyenlítődés lefolyása során. Az 1. ábrán feltüntetett grafikon a hőmérséklet-25 változás görbéjét utólagosan alkalmazott vízzel való lehűtés nélkül mutatja, ahol csak az alsó és a felső időpontot rajzoltuk be, amelyben a vízhűtést meg kell kezdeni. Az időbeni alsó határ (tx abszciszsza) kielégítéséhez az szükséges, hogy a maghőmér-30 séklet a T&- pont (450 °C) felett legyen. Az időbeni felső határ eléréséhez (t3 abszcissza) a héjfelület hőmérsékletének nem szabad a T3S érték alá sülylyednie. Az igénypontokban ós a példákban megadott hőmérsékletértókek itt a határfeltételeket je-35 lentik (a magnak és a héjfelületnek a hőmérséklete). Ebből kitűnik, hogy a rendkívül gyors felmelegítés és lehűtés alkalmával a differenciális hőmérsékletértékek a héjfelület és a mag között ettől eltérőek lehetnek, azaz pl. a t = t2 időpontban nagyobbak 40 lehetnek. A találmány szerinti eljárás azonban a határfeltételek megadásával egyértelmű tanítást ad a szóbanforgó megoldásra. A találmány szerinti tanítás végrehajtása során, 45 illetve gyakorlatba történő átültetésekor a szakembernek a következő szempontokra kell figyelemmel lennie: a számítással nyerhető felszíni- és maghőmérsékleti görbék és a tényleges, a gyakorlatban nyert hő-50 mérsékletlefolyási görbék között azért következhet be eltérés, mert a számítási programban a felületről az atmoszférába kerülő sugárzási hőveszteségeket az indukciós tekercs elhagyása után nem vették figyelembe. Másrészt a gyakorlatban dolgozó szak-55 ember számára legegyszerűbb a felszíni hőmérsékletet izzószálas pirométerrel megállapítani. Ezokból a héjfelületnek az igénypontokban és a leírásban megadott hőmérsékletértékei, amelyek a hőmérsékletkiegyenlítési tartomány időbeni felső határát (t3 60 abszcissza) jellemzik, a mért pirométer-hőmérsékletre vonatkoznak. Ehhez hozzá kell fűzni, hogy a hőmérsékletkiegyenlítési tartomány időbeni felső határa a gyakorlati végrehajtáskor nem előnyös, minthogy ez az adat talán a találmány szerinti el-65 járás korlátozására szolgál, a vízlehűtés felső idő-3
