Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням
Isothermal hardening (Austempering) of iron-based alloys with medium and high carbon content, which creates a metallic structure called bainite, is used to increase the strength and impact toughness of the metal. The parts are heated to a temperature approximately 200-300 °C below the solidification...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-1-5 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Репозитарії
Metal Science and Treatment of Metals| _version_ | 1856543781966315520 |
|---|---|
| author | Doroshenko, V.S. Kaliuzhnyi, P.B. |
| author_facet | Doroshenko, V.S. Kaliuzhnyi, P.B. |
| author_sort | Doroshenko, V.S. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-04-15T12:43:40Z |
| description | Isothermal hardening (Austempering) of iron-based alloys with medium and high carbon content, which creates a metallic structure called bainite, is used to increase the strength and impact toughness of the metal. The parts are heated to a temperature approximately 200-300 °C below the solidification temperature of the metal, then cooled (hardened) fairly quickly to the temperature of the beginning of the bainite transformation, avoiding the martensitic transformation, and kept for a time sufficient to obtain the given bainite microstructure. IG is particularly advantageous for castings from high-strength cast iron (HC), adding to the high foundry performance of the growth of the mechanical characteristics of this alloy to the level of steel strength at a lower cost, density and energy consumption of HC casting compared to steel. The article examines methods of heat treatment of castings removed in a hot austenitic state from a sand mold, as a type of heat treatment of iron-carbon alloys combined with their casting. For this, casting according to gasification models was used, in which, due to the high fluidity of the dry sand of the casting mold, it is not difficult to remove hot castings from the mold for tempering. A number of IG methods previously patented by the PTIMA of the National Academy of Sciences of Ukraine have been supplemented by a new method of such hardening in a dosed amount of water, taking into account the effect of its film boiling. The new method includes the calculation of the optimal mass of quenching liquid - water with the aim of heating this mass of water to its boiling point at the time of cooling of the casting to the given temperature of the bainite transformation of the metal. The method saves the quenching liquid, simplifies the control of the duration of cooling, during which it allows the transportation of castings between the foundry and heat-treatment sections, which, in general, saves time, energy resources and the area of the workshop for obtaining heat-treated castings. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:41:15Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.localhost:article-297 |
| institution | Metal Science and Treatment of Metals |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:52Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.localhost:article-2972024-04-15T12:43:40Z Isothermal hardening of iron-carbon alloys combined with their casting Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням Doroshenko, V.S. Kaliuzhnyi, P.B. isothermal hardening heat treatment castings austenite lost foam casting ізотермічне гартування термообробка виливки аустеніт лиття за моделями, що газифікуються Isothermal hardening (Austempering) of iron-based alloys with medium and high carbon content, which creates a metallic structure called bainite, is used to increase the strength and impact toughness of the metal. The parts are heated to a temperature approximately 200-300 °C below the solidification temperature of the metal, then cooled (hardened) fairly quickly to the temperature of the beginning of the bainite transformation, avoiding the martensitic transformation, and kept for a time sufficient to obtain the given bainite microstructure. IG is particularly advantageous for castings from high-strength cast iron (HC), adding to the high foundry performance of the growth of the mechanical characteristics of this alloy to the level of steel strength at a lower cost, density and energy consumption of HC casting compared to steel. The article examines methods of heat treatment of castings removed in a hot austenitic state from a sand mold, as a type of heat treatment of iron-carbon alloys combined with their casting. For this, casting according to gasification models was used, in which, due to the high fluidity of the dry sand of the casting mold, it is not difficult to remove hot castings from the mold for tempering. A number of IG methods previously patented by the PTIMA of the National Academy of Sciences of Ukraine have been supplemented by a new method of such hardening in a dosed amount of water, taking into account the effect of its film boiling. The new method includes the calculation of the optimal mass of quenching liquid - water with the aim of heating this mass of water to its boiling point at the time of cooling of the casting to the given temperature of the bainite transformation of the metal. The method saves the quenching liquid, simplifies the control of the duration of cooling, during which it allows the transportation of castings between the foundry and heat-treatment sections, which, in general, saves time, energy resources and the area of the workshop for obtaining heat-treated castings. Ізотермічне гартування (ІГ, Austempering) сплавів на основі заліза із середнім та високим вмістом вуглецю, яке створює металеву структуру, що називається бейнітом, використовується для збільшення міцності та ударної в'язкості металу. Деталі нагрівають до температури приблизно на 200-300 °C нижче температури затвердіння металу, потім досить швидко охолоджують (гартують) до температури початку бейнітного перетворення, уникаючи мартенситного перетворення, і витримують протягом часу, достатнього для отримання заданої бейнітної мікроструктури. Особливу вигідність має ІГ для виливків з високоміцного чавуну (ВЧ), додаючи до високих ливарних показників зростання механічних характеристик цього сплаву до рівня міцності сталі при менших собівартості, густині і енергоємності виплавки ВЧ порівняно зі сталлю. В статті розглянуто способи ІГ виливків, видалених в гарячому аустенітному стані з піщаної форми, як різновид термічної обробки залізовуглецевих сплавів, що суміщене з їх виливанням. Для цього використано лиття за моделями, що газифікуються, при якому завдяки високій плинності сухого піску ливарної форми неважко видалити гарячі виливків з форми для гартування. Ряд раніше запатентованих інститутом ФТІМС НАН України способів ІГ доповнено новим способом такого гартування в дозованій кількості води з врахуванням ефекту її плівкового кипіння. Новий спосіб включає розрахунок оптимальної маси гартувальної рідини - води з метою нагрівання її до температури кипіння на момент охолодження виливка до заданої температури бейнітного перетворення металу. Спосіб заощаджує гартувальну рідину, спрощує контроль тривалості охолодження, під час якого дозволяє перевезення виливків між ливарною і термообробною дільницями, що, загалом економить час, енергоресурси та площу цеху для отримання термооброблених виливків. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2024-03-15 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-1-5 10.15407/mom2024.01.047 Scientific Technical Journal; Vol. 30 No. 1 (2024): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 47-59 Науково-технічний журнал; Том 30 № 1 (2024): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 47-59 2664-2441 2073-9583 10.15407/mom2024.01 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-1-5/2024-1-5 Copyright (c) 2024 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | ізотермічне гартування термообробка виливки аустеніт лиття за моделями що газифікуються Doroshenko, V.S. Kaliuzhnyi, P.B. Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням |
| title | Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням |
| title_alt | Isothermal hardening of iron-carbon alloys combined with their casting |
| title_full | Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням |
| title_fullStr | Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням |
| title_full_unstemmed | Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням |
| title_short | Ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням |
| title_sort | ізотермічне гартування залізовуглецевих сплавів, суміщене з їх виливанням |
| topic | ізотермічне гартування термообробка виливки аустеніт лиття за моделями що газифікуються |
| topic_facet | isothermal hardening heat treatment castings austenite lost foam casting ізотермічне гартування термообробка виливки аустеніт лиття за моделями що газифікуються |
| url | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2024-1-5 |
| work_keys_str_mv | AT doroshenkovs isothermalhardeningofironcarbonalloyscombinedwiththeircasting AT kaliuzhnyipb isothermalhardeningofironcarbonalloyscombinedwiththeircasting AT doroshenkovs ízotermíčnegartuvannâzalízovuglecevihsplavívsumíŝenezíhvilivannâm AT kaliuzhnyipb ízotermíčnegartuvannâzalízovuglecevihsplavívsumíŝenezíhvilivannâm |