Способ изготовления перфорированных оболочек из нержавеющей аустенитной стали

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»729257 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.!2.77 (21) 2559295/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл .

С 21 D!/78

С 21 D 6/00

Гесударстееинмй камитет

СССР

Опубликовано 25.04.80. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 30.04.80 (53) УДК 621 785.79 (088.8) ио мнем изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. Х. Фрейд, А. В. Леонова, П П. Рыбалко и Ю. М. Александров (7! ) Заявитель

Ивановский химико-технологический институт (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРФОРИРОВАННЫХ ОБОЛОЧЕК

ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно химического, и может быть использовано при термической обработке изделий из коррозионной стали с метастабильным аустенитом, работающих под напряжением в агрессивных средах.

При изготовлении перфораций в оболочках методом холодной листовой штамповки в изделиях возникают остаточные растягивающие напряжения, приводящие при их эксплуатации в преждевременному выходу из строя в результате коррозионного растрескивания. Особенно велика локализация остаточных растягивающих напряжений вблизи отверстий, где она может достигать величины более 20 кгс/мм . Кроме того, в процессе холодной штамповки сталей с нестабильным аустенитом (например, стали

12Х18Н 10Т) по контуру отверстий образуется квазимартенсит деформации, который по своему объему превышает объем исходной аустенитной матрицы, вносит напряжения, имеющие растягивающую компоненту и усиливает тем самым локальную напряженность вблизи отверстия, что ухудшает стойкость против коррозионного растрескивания.

Известны способы для снятия остаточных напряжений в аустенитных сталях с нестабильным аустенитом, заключающиеся в закалке в воду с температур 1050 — 1100 С (1).

Однако при закалке деталей сложной геометрической формы, каковыми являются перфорированные оболочки, в результате резкого охлаждения остаточные напряжения снимаются не полностью и не равномерно по всей обрабатываемой поверхности.

Известен способ обработки сталей наклепом при отрицательных температурах для создания в них напряжений сжатия (2).

Однако этот способ не дает существенного увеличения стойкости аустенитных сталей против коррозионного растрескивания.

Известен способ обработки сварных изделий из аустенитной стали 12Х18Н10 Т, заключающийся в том, что после закалки с 1050 — 1100 С изделия дополнительно подвергаются отжигу в интервале температур 870 — 900 С продольжительностью 2 — 3 ч

2î и охлаждаются до 300 С со скоростью 80—

100 град/ч, а дальше охлаждаются на воздухе (3) .

Указанный способ обеспечивает достаточно полное снятие остаточных напряжений, 729257

1 !

Без ! обработки (Вид обработки!

< .c!., .„. 2 !

Известный способ (2) !

I Известный !11рсдлвгасиь и способ (3) t способ

22

3,2

5,05

„1 4,167

2 5.25

5,7 6,5

2.167

3,25

5,0 оставитель Г. Шевченко

Редактор Г. Полионова Техргд К. Шуфряч Корректор В. Бутяга

Заказ 1215/26 Тярагн 606 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Узкгород, ул. Проектная. 4 но требует дополнительного труда на снятие окалины, которая образуется в процессе отжига. Особенно трудно снимать окалину с контура поверхности отверстий, которые могут иметь небольшие размеры. Кроме того, для осуществления отжига с регламентируемой скоростью охлаждения требуется 6 — 7 ч.

Поэтому указанный способ мало пригоден для обработки перфорированных оболочек из аустенитных нержавеющих сталей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления перфорированных о олочек из нержавеющей аустенитной стали, заключающийся в холодной штамповке отверстий (4).

Цель изобретения — повысить стойкость против коррозионного растрескивания.

Это достигается тем, что штампованные изделия обрабатывают холодом в жидком азоте с выдержкой 15 — 30 мин. После такой обработки поверхность изделий останется светлой.

Если при отжиге снимаются остаточные растягивающие напряжсния, возникающие при штамповке отверстий, то при обработке холодом обеспечивается превращение квазимартенсита, образовавшегося в процессе

Из данных таблицы видно, чт после обработки холодом стойкость перфорированных изделий против коррозионного растрескивания возрастает в зависимости от приложенных напряжений в 1,5 — 2 раза.

Использование способа обработки перфорированных оболочек из нержавеющей аустенитной стали обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность получения светлой поверхности детали, исключающую трудоемкую операцию по удалению окалины, уменьшение времени термической обработки в 4 раза; исключение операции закалки.

Формула изобретения

Способ изготовления перфорированнь|х оболочек из нержавющей.аустенитной стали, включающий холодную штамповку отверсштамповки отверстий, и части нестабильного аустенита в мартенсит (до 16%), который является анодом 110 отношению к аустенитной матрице и электрохимически защищает ее от коррозионного растрескивания.

Пример. Обрабатываются перфорированные оболочки из стали марки 12Х8Н10Т толщиной 5 мм. Химический состав стали (в "/o): 0,1 углерода, 6,9 хрома, 10,5 никеля, 0,65 титана, остальное — железо. Перфорирование осуществляют холодной штампов16 кой, диаметр отверстий 12 мм, коэффициент перфорации 40%. Изделия после штамповки подвергают обработке холодом в жидком азоте при 196 С в течение 20 мин. Испытания на коррозию под напряжением проводят в 42%-ном кипящем растворе хлористого

13 магния ускоренным методом при наложении тока анодной поляризации 0,57 мА/см .

Растягивающие напряжения величиной

15 — -25 кг/мм задают изгибом, образуя в специальном устройстве. Стойкость против

36 коррозионного растрескивания оценивают временем до появления трещины. Для получения сравнительных данных параллельно проводят испытания перфорированных образцов без предлагаемой обработки.

Результаты испытаний представлены в таблице. тий, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости против коррозионного растрескивания, штампованные изделия обрабатывают холодом в жидком азоте в течение 15 — 30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Герасимов В. В. Коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталеч.

М., «Металлургия», 1976, с. 161.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 205863, кл. С 21 В 1/78, 1966.

3. Патент США № 3764401, кл. 148-11.5, опублик. 1973.

4. Технологический процесс серийного изготовления сит с круглыми отверстиями.

Кинешемский завод бумагоделательного оборудования им. М. И. Калинина, 1977.