Способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного класса

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к термической обработке нержавеющих сталей, применяемых для изготовления энергетического оборудования. Цель - снижение критической температуры хрупкости. Способ включает трехкратный отпуск: 1-й при 100 - 250°С, 7 - 10 ч; 2-й при 610 - 630°С, 5 - 25 ч; 3-й при 625 - 650°С, 8 - 16 ч. Способ позволяет существенно снизить критическую температуру хрупкости и повысить эксплуатационную стойкость изделий. 4 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, применяемых для изготовления энергетического оборудования. Цель изобретения - снижение критической температуры хрупкости. П р и м е р. Обработке по предлагаемому способу подвергли сталь 06Х12НЗД. Химический состав стали приведен в табл.1. После нормализации от 1100^оС осуществляли трехкратный отпуск: 1-й при 100-250^оС, 7-10 ч; 2-й при 610-630^оС, 5-25 ч; 3-й при 625-650^оС, 8-16 ч. Проведение в предлагаемом способе первого отпуска при 100-250^оС после высокотемпературного нагрева приводит к термической стабилизации аустенита и создает фазовый наклеп за счет γ-α -превращения, благодаря этому повышается содержание остаточного аустенита в структуре, что повышает пластичность и снижает критическую температуру хрупкости и, следовательно, повышается эксплуатационная надежность изделий. Отпуск при 610-630^оС, проводимый после отпуска при 100-250^оС, приводит к повышению количества дисперсного аустенита в структуре за счет обратного мартенситного превращения. При этом возрастает пластичность стали и стабилизируется структура перед последующим отпуском при более высоких температурах. Окончательный отпуск при 625-650^оС способствует формированию структуры, содержащей 15-20% стабильного аустенита и в наибольшей степени отвечающей предъявляемым требованиям по критической температуре хрупкости, механическим и коррозионным свойствам. При понижении температуры первого отпуска в предлагаемом способе ниже нижнего предела не удается стабилизировать структуру после высокотемпературного нагрева. Повышение температуры первого отпуска недопустимо из-за приближения к температуре Мн и, как следствие, снижения количества остаточного аустенита в структуре стали. При понижении температуры второго отпуска ниже предлагаемого предела уменьшается накопление фазонаклепанного аустенита и снижается пластичность материала и его прочностные свойства, при этом повышается порог охрупчивания. Повышение температуры второго отпуска резко интенсифицирует процесс коагуляции карбидной фазы, приводит к дестабилизации аустенита и его последующему распаду, при этом повышается критическая температура хрупкости. Повышение температуры окончательного отпуска приводит к образованию метастабильного аустенита, распадающегося при охлаждении в неотпущенный мартенсит, что приводит к снижению работоспособности конструкции из-за снижения ударной вязкости. Снижение температуры окончательного отпуска ниже заявляемого предела не позволяет получить наиболее благоприятной структуры с высокими механическими и коррозионными свойствами. Время осуществления первого отпуска ограничено с одной стороны необходимостью наиболее полного осуществления всех процессов, а с другой стороны - экономическими соображениями. Время выдержки при втором и окончательном отпуске выбрано исходя из возможности получения наиболее благоприятного сочетания прочностных и пластических свойств металла. Конкретные режимы термообработки и данные после обработки по предлагаемому и известному способам приведены в табл.2-4. Анализ результатов, приведенных в табл.2-4, показывает, что применение предлагаемого способа позволяет понизить критическую температуру хрупкости при сохранении высокой коррозионной стойкости металла. В табл.4 указаны максимальные и минимальные значения свойств. Из приведенных данных следует, что недостаточное время отпусков (вариант 4) приводит к резкому снижению пластических свойств, а превышение допустимого времени отпуска (вариант 3) с одной стороны заметно снижает экономичность технологии, а с другой стороны приводит к снижению прочностных свойств. Использование предлагаемого способа термической обработки стали при изготовлении литых, штампованных и сварных конструкций по сравнению со способом-прототипом приведет к повышению эксплуатационной надежности изделий благодаря снижению критической температуры хрупкости и повышению механических свойств. При этом увеличится межремонтный ресурс и повысится безопасность эксплуатации изделий.

Формула изобретения

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий многократный отпуск, отличающийся тем, что, с целью снижения критической температуры хрупкости, первый отпуск проводят при 100 - 250^oС 7 - 10 ч, второй осуществляют при 610 - 630^oС с выдержкой 5 - 25 ч, а заключительный ведут при 625 - 650^oС 8 - 16 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---