Способ термической обработки нержавеющих сталей

 

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЩИХ СТАЛЕЙ,, преимущественно литейнь1х мартенситного и аустенитно-мартенситного классов, включающий многократную гомогенизацию с промежуточным охлаждением и старение, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения коррозионной ;тойкости стали под напряжением , промежуточное охлаждение осуществляют до температуры в интервале Мн 7 Т охл. Мк. 2. Способ по п. 1, отличают и и с я тем, что гомогенизацию проводят при температуре на 20030О С ниже температуры солидус. в. |сл

А (19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

9(51) С 21 D 6 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2860441/22-02 ,(22) 02 .01.80 (46) 30.04.83. Бюл, )) 16

ГОсудАРстВенный НОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) Н.A.Клепикова, В.М.Степайов, Б.М.Колобашкин, М.Й.Астрединов и М.И.Пустыльникова (53) 621.784.6(088.8) (56) -1. Гуляев A.Ï, Металловедение. учебник для втузов, издание 5-.е, М;,. "Металлургия", 1977, 2. Авторское свидетельство СССР

9. 411138, :.кл.С 21 0 1/78, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

1) 744040,.кл. С 21 Р 1/78,1980. (54) (57) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБ-

РАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ,;преиМущественно литейных мартенситного и аустенитно-мартенситного классов, включающий многократную гомогенизацию с промежуточным охлаждением и старение, отличающийся . тем, что, с целью повышения корроэионной стойкости стали под напряженнем, промежуточное охлаждение осуществляют до температуры в интервале Мн ) Т охл. > Мк.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что гомогенизацию проводят при температуре на 200300 С ниже температуры солидус.

1014934

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке изделий из литейных нержавеющих сталей мартенситного и аустенитно-мартенситного классов, полученных преимущественно методом точного литья по выполняемым моделям.

Известен способ, термической обработки нержавеющих сталей указанных классов путем закалки с последующей 10 обработкой хододом и отпуском 1 11.

Известен также способ термической обработки, включающий многократный нагрев стали до температуры карбидообразования с охлаждением после 15 каждой ступени ниже температуры конца мартенситного превращения, пос-. ледующий нагрев при температурах на 40-80 С ниже температуры обратного превращения мартенсита в аустенит, аустениэацию, обработку холодом и старение 5 2).

Указанные способы широко используются при термической обработке деформируемых сталей 1 структура кото- 25 рых предварительно гомогениэируется при нагреве в процессе высокотемпературной деформации). Однако они не позволяют получить высоких механических свойств и требуемую стойкость к коррозии под напряжением в стальных деталях, изготовленных методом точного литья по выплавляеьым моделях из-эа химической неоднородности металла, являющейся следствием ликвации,. характерной для литых . Ç5 изделий. В процессе литья создаются условия замедленной кристаллизации металла, необходимые при заполнении тонких и протяжных стенок отливок, но при этом происходит расслоени» 40 расплава (особенно в массивных сечениях), т,е. кристаллизация в первую очередь более тугоплавких соединений в температурном интервале между ликвидусом и солидусом) и образование 45 неоднородных по химическому составу кристаллов 1,процесс дендритной ликвации ).

Решающее влияние на устранение ликвационной неоднородности оказывает способность ликвирующих элементов сталей и диффузии, Например, при замедленном охлаждении отливок иэ сталей мартенситного и аустенитно-мартенситного классов, содержащих свыше ЗЪ молибдена, происходит выделение ликвационных интерметаллидных фаз, труднорастворимых при термообработке в связи с низкой диффузионной способностью молибдена.

В целях борьбы с ликвацией в от- 60 ливках из указанных сталей возникла необходимость в создании способа термообработки, обеспечивающего максимально возможную полноту прохождения диффузионных процессов для по- 65 лучения однородной IIo химическому составу структуры

Наиболее близким к предлагаемому

Является способ термической обработ ки деформированных иэделий из мартенситно-стареющих сталей, включающий многократную гомогенизацию с промежуточным охлаждением и старение 13 ).

Однако этот способ также не устраняет следы ликвационной неоднородности в отливках (особенно с массивными сечениями 40-80 мм и содержанием

Мо свыше ЗЪ). Так как многократная выдержка стали при 1030-1060 С не приводит к полному растворению ликвационных и устранению химической ликвационной неоднородности, а последующая закалка при 900-940 С способствует выделению охрупкивающих интерметаллидов иэ твердого раствора например Ре, Мо) .

Кроме того, промежуточное охлаждение между циклами до температуры конца мартенситного превращения приводит к стабилизации остаточного аустенита, особенно ликвационного, который в дальнейшем не превращается в мартенсит и снижает прочностные характеристики литого металла. йель изобретения — повышение коррозионной стойкости стали под напряжением

Для достижения поставленной цели согласно способу термической обработки нержавеющих сталей, преимущественно мартенситного и аустенитного-мартенситного классов, включающему многократную гомогенизацию

c промежуточным охлаждением и старение, промежуточное охлаждение ведут до температуры в.интервале N„ ) Т охлаждения ) М,, где М„ и М, — соответственно температуры начала и конца мартенситного превращения, с последующим старением, а

При,этом гомогенизацию в каждом цикле проводят при температурах на 200-300 С ниже температуры солидус. Для снижения содержания остаточного аустенМта в сталях аустенитномартенситного класса проводят перед старением обработку холодом, Проведение процесса гомогенизации на 200-300 С ниже температуры солидус также повышает степень гомогенности структуры, и определяется следующими условиями: нижний предел, принятый для проведения процесса гомогенизации, определяется температурой полного растворения интерметаллидов в аустените, верхний предел - интенсивным ростом зерна аустенита. Выбор температуры гомогенизации в пределах указанного интервала преимущественно определяется сечением деталей — увеличение сечения деталей требует повышения температуры гомогенизации, если это не позволяет уст1014934

1О Результаты испытаний представлены. в таблице.

Режим термической обработки

Стойкость к коррозии под напряжением

0 = О,ВО в (время нахождения образца под нагрузкой в коррозионной среде до образования трещины) Условия испытаний

Камера соляного тумана больше 1 года (снятие без образования . трещин ) 15-21 ч

Камера соляного тумана

Использование предлагаемого спо-. соба термической обработки позволяет повысить стойкость к коррозии под напряжением литейных нержавеющих 55 сталей мартенситного и аустенитноСоставитель A. Денисова

Редактор С. Юско ТехредМ.Гергель Корректор А. Повх

Заказ 3137/23 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,.Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ранить ликвационную неоднородность, то следует увеличить кратность циклов процесса гомогениэации.

Пример, Детали с толщиной стенок 20 мм проходят термическую обработку по известному и предлагаемому режимам с температурой гомогенизации 1100 С> детали с толщиной стенок 40 мм проходят термическую обработку по предлагаемому режиму с температурой гомс гениэации 1130 С детали с толщиной стенок 80 мм про-!

Предлагаемый: гомогенизация 1130 С, выдержка 3 ч, охлаждение на воздухе) гомогениэация 1130 С, выдержка 3 ч, охлаждение на воздухе ° Обработка холодом .(-7ООC), выдержка 2 ч, воздух, старение 500 С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе

Известный: нагрев до

680ОС (Ac» ) со скоростью 10 /мин, затем до 1050ОС, выдержка 1 ч, (повторение цикла 6 раз); нагрев до 680 С со скоростью

10 /мин, затем до 920 С, обработка холодом (-70 С)

2 ч, воздух, старение

500ОС (2 ч), охлаждение на воздухе. ходят термическую обработку по предлагаемому режиму с температурой гомогенизации 1200 С ° После проведения обработки холодом и старения иэ деталей вырезают и механически обрабатывают пластины размером 2хВх100. Испытания пластин проводят в камере соляного тумана (.в парах трехпроцентного хлористого натрия). мартенситного классов, а, следовательно, повысить надежность работы изделий из этих материалов в агрессивных средах.