187432. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acélok hőkezelésére
1 187 432 2 2. ábra CMo 3 acél 0 12 nagysebességű megeresztés 3. ábra CMo 3 acél 0 12 nagysebességű megeresztés 4. ábra CMo 3 acél 0 12 nagysebességű megeresztés 5. ábra CMo 3 acél 0 12 nagysebességű megeresztés 6. ábra 657 acél 0 10 nagysebességű megeresztés 7. ábra 657 acél 0 10 nagysebességű megeresztés 8. ábra 657 acél 0 10 nagysebességű megeresztés 9. ábra 657 acél 0 10 nagysebességű megeresztés levegő hűtéses 10. ábra 657 acél 0 10 nagysebességű megeresztés 11. ábra 657 acél 0 10 nagysebességű megeresztés vízhűtés Az 1. ábrából megállapíthatóan a hagyományosan megeresztett 0 12 mm méretű munkadarabok esetében a megeresztési hőfok növekedésével a szilárdsági jellemzők (Rm, Re, HV 30, HRC) csökkenők, a képlékenységi jellemzők (As, Z) viszont növekednek. . A megeresztési hőmérséklet növelésével az Re/ Rm viszony csökken. A szakítószilárdság (MPa-ban) kb. 0,3...0,35- szerese a Vickers (HV30) keménységnek. A 2-5. ábrákon bemutatott görbék a találmányunknak megfelelően, nagy sebességgel megeresztett darabokra jellemző paramétereket mutatják be, ábránként azonos hőfokú fürdő esetén. így a 2. ábra Tf = 730 °C fürdőre, a 3. ábra Tf = 790 °C fürdőre, a 4. ábra Tf = 850 °C fürdőre, az 5. ábra Tf = 910 °C fürdőre vonatkozik. Megállapítottuk, hogy a bemártási idő növekedésével a szilárdsági jellemzők csökkennek, a képlékenységi jellemzők pedig növekednek. Úgy találtuk, hogy a szilárdsági jellemzők a bemerítési idő növekedésével rohamosan csökkennek, a képlékenységi jellemzők pedig kezdetben rohamosan növekednek. A bemártási idő növelésével a jellemzők változásának mértéke lelassul. A bemártási idő növelésével az Re/Rm hányados csökken. A szakításszilárdságot vizsgálva közel háromszoros értékét kapjuk a Vickers-keménységnek. Megállapítható továbbá a 2-5. ábrákból az is, hogy azonos bemártási idő esetén a fürdő hőfokának növelésével a szilárdsági jellemzők csökkennek, a képlékenységi jellemzők pedig növekednek. A hagyományos, és nagysebességű megeresztési technológiának alávetett munkadaraboknál ugyanazon szilárdsági és képlékenységi jellemzők valamivel nagyobb értékűek. Hasonló tendencia észlelhető a nagyobb átmérőjű, valamint szögletes keresztmetszetű munkadaraboknál is. A hagyományosan és nagy sebességgel megeresztett próbatestek szövetszerkezete (alfa) szilárd oldatba ágyazott Fe3C alkotta szferoidit. Azt tapasztaltuk, hogy a lágyított, normalizált és nemesített állapotú acélok azon tulajdonsága hogy szakító szilárdságuk (MPa-ban) 3...2,5 x -e Brinell-, ill. a Vickers-keménységnek, a nagy sebességgel megeresztett darabokra is érvényes. Tekintve, hogy a szilárdsági jellemzők a keménységgel korrelációban állnak, a keménységmérés útján nyert adatok alapján egyértelműen lehet az acél szilárdsági jellemzőire következtetni. A nagy sebességgel megeresztett darabok keménysége (így az egyéb mechanikai tulajdonság jellemzői is) állandóak a keresztmetszet mentén. Amennyiben különböző átmérőjű keresztmetszetek azonos ideig tartózkodnak a fürdőben, a kisebb átmérőjű keresztmetszetek magasabb hőfokra hevülnek fel. Megeresztődésük fokozottabb. A bemártási idő növelésével az átmérők keménysége fokozottan csökken. így tehát a különböző átmérőviszonyú alkatrészek legkisebb szilárdsági tulajdonságokkal rendelkező kér resztmetszetei - a nagysebességű megeresztés jellegéből adódóan is - a legkisebb átmérőjű keresztmetszetek lesznek, ezért a bemártási időket a legkisebb átmérőhöz célszerű beállítani. (Közel azonos szilárdsági és képlékenységi jellemzők d/D = 0,8 átmérő viszonyig állíthatók. Találmányunk szerinti eljárás igen előnyösen alkalmazható oly szerkezeti elemek hőkezelésére, amelyek mozgást, erőt, nyomatékot továbbítanak, ill. erőt, nyomatékot, energiát tárolnak vagy pedig ezek felvételére szolgálnak. Fent említett feladatok közül erő, nyomaték, energia tárolására és felvételére rugókat, rugózó elemeket alkalmazunk. Rugók hőkezelésére például a 65 jelű (GOSZT 1050-60; MSZ 2666-65) acélból készült rugók is alkalmasak. Egyes acélfajták pl. a krómmal, mangánnal vagy nikkel-krómmal ötvözött minőségei a hagyományos megeresztés 400-550 °C hőfokainál megeresztve megeresztési ridegségre hajlamosak. , Ezeket az acélokat az említett megeresztés hőfokoknál - a megresztési ridegség megszüntetése érdekében - gyorsan szükséges vízben vagy olajban lehűteni. Ilyen megeresztési ridegségre hajlamos elemekben említett 65 jelű acél, amelyet a hagyományos és nagysebességű megeresztések után is lassú, valamint gyors hűtésnek vetettük alá, a megeresztés ridegségére való hajlam viszgálata céljából. A 6. és 7. ábrákból beláthatóan ezen acélfajtákból készített 0 10 méretű mintadarabok megeresztési időtartama levegő- ill. vizhűtés esetén általában (0,5...) 2 óra nagyságrendű höntartást tesz szükségessé. A nagy sebességgel megresztett acélfajtáknak a megeresztés hőmérsékletéről levegőn hűtött mintadarabjainak mechanikai jellemzőit a 8., 9. ábrák mutatják be. Az ugyancsak nagysebességű megeresztésnek alávetett és arról a vizben hűtött munkadarabok mechanikai tulajdonságváltozásait a 10., 11. ábrák szemléltetik. Kísérleteink során úgy találtuk, hogy a rugógyártás egyik igen lényeges kiindulóanyagául szolgáló 65 jelű acélnál állandó fürdőhőfok és átmérő esetén, amennyiben a bemártási időt növeljük, a szilárdsági jellemzők csökkennek és a képlékenységi jellemzők növekednek. Úgy találtuk - és ez a találmány szerinti eljárás szempontjából igen lényeges -, hogy a szilárdsági jellemzők változása kezdetben rohamos, később pedig lelassul, a képlékenységi jellemzők pedig kezdetben lassan növekednek, majd ez a növekedési tendencia felgyorsul és a lágyított értéknek megfei 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
