166803. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rúdalakú, kis széntartalmú szerkezeti acélok folyamatos hőkezelésére
3 166803 4 mérőjű acélrúd (0,26% C, 0,55% Mn) kérgét 970— 980 °C-ra hevítik fel, lehűtik, majd körülbelül 500—530 °C hőmérsékletre visszamelegítik. A mérések azt mutatták, hogy az anyag magja 600—650 °C-ra melegedett fel. Az is kiderült, hogy a rudak felületi edzését nem lehet utólagos izzítás nélkül elvégezni, mert ebben az esetben a nyúlás túlságosan kicsi lesz. Az 1 246 002 számú NSZK közzétételi iratban olyan eljárás szerepel, amellyel a hengerelt betonacélt vagy annak felületét indukciós úton 600—1050 °C közötti hőmérsékletre hevítik, lehűtik, és ezt követően hideg alakításnak, például csavarásnak vagy nyújtásnak vetik alá. Mindezek az eljárások tehát lényegében a hőkezelendő anyag gyors felhevítésével és lehűtésével jártak. Célunk a jelen találmánnyal olyan eljárás kidolgozása, amellyel kis széntartalmú acélok olyan hőkezelése valósítható meg, hogy szilárdsági tulajdonságaik javuljanak és ugyanakkor jó nyúlási tulajdonsággal rendelkezzenek. Ugyancsak célunk a találmánnyal a fenti eljárás foganatosítására alkalmas berendezés kialakítása is. A találmánnyal a kitűzött feladatot úgy oldjuk meg, hogy az acélnak csak a kérgét melegítjük a perlites átalakulás hőmérséklete és 1300 °C közötti hőmérsékletre úgy, hogy a mag közepe legalább 120 °C/sec, célszerűen 300 °G/sec sebességgel melegedjék a perlites átalakulás hőmérséklete és 900 °C közötti hőmérsékletre, majd a szénegyensúly beállása előtt lehűtjük. A mag közepének célszerű felmelegítési sebessége körülbelül 700 °C/sec. A lehűtést akkor kell elvégezni, amikor a mag hőmérséklete és a kéreg felületének hőmérséklete megegyezik. A hűtés megkezdése és a perlites átalakulás kezdete között legfeljebb 5 másodpercnek szabad eltelni. Igen célszerű az eljárást úgy végezni, hogy a magban fellépő perlites átalakulás után legfeljebb 1,5 másodperccel —- előnyösen 1 másodpercnél kevesebb idővel — kezdjük el a felület hűtését. Még jobb eredményt érhetünk el, ha ez az idő 0,5 másodperc alatt van. A perlites átalakulás kezdete az első átalakult rész megjelenésekor van, tehát nem a teljes szerkezet perlites átalakulásakor. Az átalakulás kezdete mikroszkóppal könnyen meghatározható. A hűtést célszerűen legalább 2 at nyomású víz hozzávezetésével kell végezni. Kiváló eredmények érhetők el a találmány szerinti eljárással különösen abban az esetben, ha az acélt a hőkezelés előtt a perlites átalakulás hőmérséklete alatti hőmérsékletre melegítjük elő. Az előmelegítés hőmérsékletét az újrakristályosodás határolja. Az újrakristályosodás tartománya a szóban forgó kis széntartalmú acéloknál általában 550 °C fölött van. Célszerű az acélt indukciós úton folyamatosan és nagy behatolási mélységgel előmelegíteni. A nagy behatolási mélységen kis átmérők esetén (például 6 milliméternél) a rúd keresztmetszetének legalább 90%-ának közvetlen felhevítését értjük, amikor a keresztmetszet többi része hővezetéssel melegszik fel. Nagyobb átmérő (12—16 milliméter) esetén a nagy behatolási mélység a rúdkeresztmetszet legalább 60%-ának közvetlen felmelegítését jelenti. Célszerű a gyakorlatban a gyors felmelegítést végző nagyfrekvenciás hevítőberendezés mellé még egy középfrekvenciás berendezést is elhelyezni. 5 A szilárdsági és nyúlási tulajdonságok javítása érdekében célszerű a mag hőmérsékletét legalább a perlites átalakulás hőmérsékletére, a kéreg hőmérsékletét pedig 1000 °C-ra hevíteni, és a lehűtést legalább 800 °C/sec átlagsebességgel végezni. A meg-10 adott hűtési sebesség arra az időtartamra vonatkozik, amíg a felület hőmérséklete 150 °C alá hűl, A hűtés kezdetén a hűtési sebesség eléri az 1200——1700 °C-ot is. Célszerű a melegítést úgy beszabályozni, hogy a 15 hőmérséklet-kiegyenlítődés időpontjában, azaz amikor a mag és a felület hőmérséklete megegyezik, a hőmérséklet 750—800 °C legyen, és az anyagot erről a hőmérsékletről hűtjük le. Hűtőközegként vizet használunk, amelyet leg-20 feljebb 12 at nyomással vezetünk a munkadarab felületére. A legelőnyösebb 6—30 liter vizet felhasználni 1 kg acél hűtésére. Különösen előnyös 3—7 at nyomású víz alkalmazása. A legkésőbbi időpont, amelyben a hűtést el kell kezdeni az, amelyben a 25 felület hőmérséklete 650 °C-ra esik vissza. Célszerű a lehűtés után kismértékű hidegalakítás (például egyengetés) elvégzése. Egyéb esetekben, például a rugalmassági határ (vagy a kúszási határ) növelésekor a lehűtés után cél-30 szerű utóhőkezelést végezni. Az utóhőkezelést 380 °C között, célszerűen 340 °C-on kell végezni, olyan lehűtési idővel, hogy a rugalmassági határ növekedjék (például 20—-30 perces lehűtési idővel). A találmány szerinti eljárás különösen olyan acél-35 rudaknál alkalmazható, amelyek szerkezetében több mint 50%-nyi hipoeutektoidos ferrit van, elsősorban a hengerlés után levegőn hűtött rudaknál. Ami az ötvöző tartalmat illeti, az eljárás elsősorban ötvözetlen acélokra vonatkozik, amelyek szén-40 tartalma 0,06—0,26% között, előnyösen 0,12— 0,22% között van a szokásos mangán- és szilíciumtartalom mellett. Előnyös, ha a szilíciumtartalom 0,5% és a mangántartalom 0,8% alatt van. Jó eredmény érhető el azonban olyan acéloknál is, amelyek 45 mangántartalma 1,8%-ot is eléri. Az összötvözőtartalom nem haladhatja meg a 3%-ot a normál mennyiségű vas, szén és szennyező elemek mellett. Különösen jól alkalmazható az eljárás 4—36 milliméter, főleg 6—-16 milliméter átmérőjű rudak-50 nál. Nagyon jó eredményeket ad a találmány szerinti eljárás 20—70%, különösen 30—5Q% hidegalakítást kapott anyagoknál. Igen jól alkalmazható a találmány szerinti eljárás 55 betonacélok hőkezelésére, különösen előfeszített vagy laza vasalású betonszerkezetek esetén. A találmány szerinti eljárás nagy előnye, hogy a szilárdsági tulajdonságok jelentős növelése mellett is jó nyúlási tulajdonságokat biztosít. 60 Mielőtt a találmány további részleteinek ismertetésére rátérnénk, dinniáljuk a leírásban és az igénypontokban szereplő „rúdalakú" és „kéreg" fogalmakat. Rúdalakúnak tekintjük az olyan termékeket, amelyek hossztengelyére merőleges metszete 65 mindenütt lényegében azonos, elsősorban pedig az 2
