Способ термической обработкикрупногабаритных изделий из сталеймартенситного и мартенситно-ферритного классов

 

IIII 4322I2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсмих оциалистииескин

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.05,71 (21) 1654286 22-1 (51) М. Кл. С 21d 1/78 с присоединением заявки №

Гасударственный номнтет

Совета Министров СССР

Il0 делам нэавретеннй н открытий (32) Приоритет

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 30.10.74 (53) УДК 621.785.796 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. А. Акулинин, Ф. И. Иванов и Л. Г. Марьюшкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛ ЕЙ

МАРТЕНСИТНОГО И МАРТЕНСИТНО-ФЕРРИТНОГО КЛАССОВ

Изобретение относится к области термической обработки изделий больших сечений из сталей мартенситного и мартенситно-ферритного классов, например, ЭИ-802, ЭИ-961, Х17Н2, 34ХНЗМ и др. Способ может быть 5 использован при производстве роторов, валов, турбинных дисков и других изделий тяжелого и энергетического машиностроения.

Известен способ термической обработки изделий из сталей мартенситного и мартенсит- 10 но-ферритного классов, заключающийся в закалке (нормализации) и высокотемпературном отпуске, например, при 700 С. При реализации такого способа наблюдается охрупчивание металла, т. е. резкое снижение пла- 15 стических свойств, особенно в глубинных зонах изделий, например в поковках типа роторов и дисков.

Явление охрупчивания металла обусловлено тем, что в процессе закалки (или нормализа- 20 ции) во избежание растрескивания деталей охлаждение ведут до 100 — 200 С на. поверхности изделий. В зависимости от сечения изделий температура в центре их при этом может быть 200 — 600 С. В этом интервале тем- 25 ператур переохлажденный аустенит устойчив.

Например, аустенит стали ЭИ-802, переохлажденный до 300 С, вообще не распадается, а при более низких температурах превращается только частично. 30

Недораспавшийся в процессе закалки аустенит сталей мартенситного и мартенситно-ферритного классов стабилизируется и сохраняется как при нагревании под отпуск, так и при температуре отпуска. Охлаждение с температуры отпуска приводит к распаду остаточного аустенита в интервале 420—

150 С. В результате этого происходит охрупчивание металла и тем сильнее, чем больше содержится остаточного аустенита после закалки. В глубинных зонах закаленных изделий больших сечений его содержится значительно больше, чем в поверхностных, поэтому и охрупчивание металла в центре проявляется сильнее.

Цель изобретения — уменьшение охрупчивания в сердцевине изделий. Это достигается тем, что перед отпуском производят дополнительный отпуск при температуре на 20 — 50 С ниже температуры основного отпуска с последующим охлаждением до температуры конца мартенситного превращения со скоростью, обеспечивающей распад остаточного аустенита.

Изделия больших сечений из сталей мартенситного и мартенситно-ферритного классов после закалки (или нормализации) подвергают двукратному отпуску. Охлаждение с температуры первого отпуска осуществляют ускоренно (на воздухе или в закалочной

482212

Механические свойства кг мьР кг/ммй

Образцы а„ кгм/см2

НВ о, %

9,4

18,0

255

49,7

65,0

82,6

22,3 4,6

10,0

61,2

89,8

Предмет изобретения

Составитель Г. Ц1евченко

Редактор Т. Юрчикова Техред 3. Тараненко Корректор H. Лук

Заказ 2912/11 Изд. № 1751 Тираж 591 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 среде) до температуры не выше 150 С, т. е. до полного распада остаточного аустенита.

Первый отпуск осуществляют при температуре на 20 — 50 С ниже второго; температура последнего обусловливается требуемым уров- 5 нем механических свойств.

Первый отпуск производят для отпуска мартенсита, образовавшегося на поверхности и частично в сердцевине. Промежуточное охлаждение до температуры ниже конца мар- 10 тенситного превращения обеспечивает превращение остаточного аустспита в мартенсит.

Второй отпуск производят для отпуска мартенсита, образовавшегося в сердцевине изделий. 15

Заготовки разрывных и ударных образцов

Я 12 мм из стали ЭИ-802 нагревали до

1050 С и подвергали ускоренному охлаждению (850 /ч) в печи до 200 С. Затем часть образцов (I) подвергали двукратному отпус- 20 ку: первому при 650 С в течение 3 ч с последующим охлаждением со скоростью 850 /ч до 150 С и второму при 700 С в течение 15 ч с последующим охлаждением с печью до

300 С, далее на воздухе. 25

Вторую часть образцов (II) после ускоренного охлаждения (850 /ч) с 1050 до 200 С подвергали только однократному отпуску при

700 С в течение 15 ч. Время выдержек при температурах, скорости охлаждения и глуби- 80 на переохлаждения были приняты из расчета имитации .емпературных изменений металла в центральных объемах изделия 700 мм в процессе з",.êàëки и отпуска.

Влияние дополнительного отпуска на механические свойства приведены в таблице.

Способ термической обработки крупногабаритных изделий из сталей мартенситного и мартенситно-ферритного классов, включающий закалку и высокотемпературный отпуск, отличаю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения охрупчивания сердцевины изделий, перед отпуском производят дополнительный отпуск при температуре на 20 — 50 С ниже температур ы основного отпуска с последующим охлаждением до температуры конца мартенситного превращения со скоростью, обеспечивающей распад остаточного аустенита.