Способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного класса

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки сталей. Целью изобретения является повышение ударной вязкости при отрицательных температурах и снижение критической температуры хрупкости стали. Предлагаемый способ включает нормализацию и двукратный отпуск

первый отпуск проводят при 675 - 695°С, второй отпуск при 500 - 600°С. Использование способа позволяет повысить ударную вязкость при отрицательных температурах и снизить вероятность хрупкого разрушения деталей. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5l ) 5 С 21 1) 6/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4395247/23 -02 (22) 26. 01 . 88 (46) 30.01 90. Бюл. М 4 (71) Научно-производственное объедиF нение по технологии машиностроения

ЦНИИТМАШ (72) Н.b. Непилов, Е.Г. Валов, А.Ф. Дегтярев, Л.)0. Гордюк, А.Г. Ковалев, 10.П. Минин и В.Т. Козлов (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство ЧССР

Н 202815, кл. С 2! 1) б/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

И 458596, кл. С 21 и 1/78, 1971.

Изобретение относится к металлур" гии, в частности к способам термической обработки сталей, и может быть использовано для термической обработки сталей мартенситного класса, содержащих до 0,064 углерода, до 1(3 хрома и до 6/ никеля и др.,нприменяемых для изготовления лопастей и сварных рабочих колес гидротурбин.

Целью изобретения является повышение ударной вязкости стали при отрицательных температурах и снижение критической температуры хрупкости стали, Пример. Объектом испытаний являлся листовой прокат стали марки

06Х12НЗД, имеющий следующий химический состав, мас. : углерод 0,04; кремний 0,16,марганец 0,31; хром 12,8;никель 3 15; медь 0,94; сера 0,016;

ФосФор g 014; железо - остальное.

„„SU„„1539221 А 1

2 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕ)0ЦИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки сталей. Цель изобретения - повышение ударной вязкости при отрицательных температурах и снижение критической температуры хруп- кости стали, (1редлагаемый способ включает нормализацию и двукратный отпуск; первый отпуск проводят при 675-695 С, второй отпуск при 500-600 С. Использование способа позволяет повысить ударную вязкость при отрицательных температурах и снизить вероятность хрупкого разрушения деталей. 2 табл. с

С::

Сталь выплавляли в 50-тонной злектродуговой печи с разливкой s ковочные слитки, ковали и прокатывали на лист 150 мм. ь4

Металл листов разрезали на фаготов- (,Я ки 15х15 мм злектроискровым способом (д и подвергали термической обработке по различным режимам: двойная нормализация от температур 1100 и 8500С, о у р 675-695 500-600 С. Про/ должительность отпуска 6 ч.

Механические свойства определяли на разрывных образцах диаметром 6 мм и ударных образцах с радиусом надреза

0,25 мм. 3, Критическую температуру определяли по результатам испытания ударных образцов при температуре +20, -40, -80 С. В качестве критерия при опре- дЕлении критической температуры хруп1539221

Табл и ц а 1

Способ термиеской обработки (Предел текучести, МПа

Предел прочности, ИПа

ТемпеОтносит.

Относительное

Ударная вязкость, KCV Дж/см2 при температуре, С

Критическая температура хрупкости, С ра тура

1-го отпуска, С удл., ф суж., о

+20 -40 -80

1 редлагаемый: ормализация 11.00 и 850 С, 1-й отпуск 675-б РС, 2-й отпуск

500 С

67 5 127

139

66,0 135

65,7 139

64,8 131 62, о Т44

66 4 118 0 121

62,2 116

59, 6 127

753 858

786 874

827 933

826 918

Г97 95

66и

682 789

727 309

720 "77 965

938 1057

64 48 -50 Б 53 -55

66 56 -60

71 5о

75 52 -70

777 % -75

52 41 -30

% 1 3

60 44 -40

62 Ж 15

16,7

ll5|

17 9

Т7,4

15, 9.

15,5

17,0

16,2

Известный: нормализация

1100 и 85O Ñ, 1-й отпуск .620-6/O С, 2-й отпуск

500 С

6 0 654 789

67 4 98

Д7 Р09- 7,1 102

672 804 67 0 .88

650 3 94

670 739 819

66,8 122

7 9 9 83 > 66, 7 133

49 32

50 30

52 36

3F

59 46

-l0

-15

-20

-25

-40

--45

П р и м е ч а н и е. В числителе и знаменателе указаны минимальные и максимальные значения свойств. Окончательный отпуск 500 С. ости стали принимали значение ударной яэкости равное 60 Дж/см2.

Проведение в предлагаемом способе первого отпуска при 675-695 С, вместо

620-670 С в известном способе, приво ит к полному устранению отпускной хрупкости стали и к образованию в структуре за счет обратного с(у превращения 90-95 ь метастабильного аустенита, против 25-853 в способе-прототипе, который превращается полностью мартенсит при охлаждении и создает азовый наклеп, в результате чего поышается ударная вязкость при отрицаельных температурах и снижается криическая температура хрупкости стали.

При понижении температуры первого тпуска в предлагаемом способе ниже нижнего предела уменьшится: в процессе обратного d у превращения объем образовавшегося метастабильного аустенита, что приведет .к образованию при охлаждении меньшего обьема мартенсита 25 с меньшей степенью фазового наклепа, в результате чего понизится ударная вязкость стали. При понижении температуры отпуска ниже 650 С уменьшится растворимость сегрегаций вредных примесей на границах зерен и проявится отпускная хрупкость стали.

Повышение температуры первого отпуска в предлагаемом способе выше верхнего предела полностью переводит сталь в аустенитное состояние, а также интенсифицирует процесс коагуляции карбидной фазы, что приводит к огрублению границ зерен, снижению ударной вязкости и повышению критической температуры хрупкости стали.

В табл. 1 и 2 приведены конкретные режимы термообработки, механические свойства и критические температуры хрупкости стали 06Х12НЗД после предлагаемого и известного способов термической обработки (двойная нормализация от 1100 и 850 C (и отпуск при

620-670 и 500-600 С, 6 ч).

1539221

Т а б л и ц а 2

Предел прочн., МПа

Способ термической обработки

Тем-ра

1-го

Предел текуч., МПа

Относи- Относительное тельное

Ударная вязкость, KCV, Дж/см2, при

Критич. темпер. хруп. оС отпуска, OC удлин., сужен., о

+20 С -40 С -80 С

Предлагаемый: нормализация

1100 и 850 С, 1-й отпуск

675-695 С, 2-й отпуск

&00 С

17,4

11F

-80

--85

57

675

-85

-90

59., Г7

И

17,7

1ТЛ

18,4 l,1

685

-95

695

49

-60"

- 65

19,2

ill,1

660

-75 17 5

, 3

720

33

-15

-20

62о

Известный: нормализация

1100 и 850 С, 1-й отпуск

620-6?о с, ?-й отпуск

600 С

634 . 732

6 7 73

656 - 757

662

136. 68

137 70

147 85

llE 35

47

7о 1

70,9

-50

-55

68,8

676

17,7

16,9

-70

-75

57

П р и м е ч а н и е. В числителе .и знаменателе указаны минимальные и максимальные значения свойств. Окончательный отпуск 600 С.

I плуатационной надежности приблизитель" но на 10i, что увеличивает межремонтный период на ГЭЕ с 4,5 до 5 лет. формула изобретения

Способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, включающий нормализацию и двухкратный отпуск с температурой второго отпуска 500 600 С, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ударной вязкости при отрицательных температурах и снижения критической температуры хрупкости стали, первый отпуск проводят при 675-695 С.

Составитель. В. Русаненко

Техред М.Ходанич : Корректор С аекмар

Редактор Т. Лазоренко

Заказ 192 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101

664 763

ТГГ 7?о

672 769

689 776

692 7772

648 738

657 744

696 ?84

7077 799

636 762

649 ?И9

Как видно из результатов табл. 1 и 2, предлагаемый способ термической обработки обеспечивает ударную вязкость при отрицательных температурах выше, а критическую температуру хруп.кости стали ниже, чем по известному 40 способу термической обработки при. сохранении механических свойств практически на одинаковом уровне.

Использование предлагаемого способа термической обработки стали при из-45 готовлении отливок лопастей поворотно" лопастных гидротурбин и сварных рабочих колес радиально-осевых гидротур-. бин приводит к снижению вероятности хрупкого разрушения и повышению экс- 50

69,3

ГГ;!

68,4

oOo, l

67,4

66,7

69,8

69Л

65 8 1

67,7 9

149 89

Т58 92

149 90

156 96

154 95 . l 59 9 "

142 72

146 76

147 78

151 3

104 46

108 49