Способ обработки сварных изделий изаустенитных коррозионностойких сталей

 

Союз Советски»

Социапистическик

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («) 840161 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (5! )M. Кл.

С 21 D 9/50

С 21 0 8/00 (22) Заявлено 18. 06 79 (21) 2779285/22-02 с прнсоелнненнем заявки Ж

Гесударстввнный камнтет

СССР (23) Приорнтет — .

Опубликовано 23.06.81 ° Бюллетень № 23 ио делам изобретений и аткрытий (53) УДК621 785 . 79 (088. 8) Дата опубликования описания 25.06. 81 (72) Авторы изобретения

) M. X. Фрейд, А.В.Леонова, Н.Д. Коротенко) и 3. В. Ремашевская !

Ивановский химико-технологический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ АУСТЕНИТНЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ

СТАЛЕЙ

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому,и может быть использовано при изготовлении сварных изделйй, работающих в агрессивных средах под напряжением.

Для сосудов, работающих в агрессив5 ных средах, используются преимущественно аустенитные коррозионностойкие . стали и сплавы. В процессе изготовления в изделиях возникают высокие остаточные растягивающие напряжения, достигающие в зоне сварного шва

20 кгс/мм . В процессе эксплуатации такие сосуды преждевременно выходят иэ строя за счет коррозионного растрескивания (KP).

Известен способ обработки сварных иэделий из аустенитных нержавеющих сталей, заключающийся s нагреве до температуры 1050-1100 С, охлаждении вместе с печатью до 870-900 С., выдержке при этой температуре в течение 2 ч, охлаждении до температуры

300оС со скоростью 80-100 град/ч и дальнейшим охлаждением на воздухе, обеспечивающий достаточно полное снятие остаточных напряжений (1 1.

Однако стойкость сварных изделий, обработанных по этому способу, из-за отсутствия на поверхности сжимающих напряжений повышается недостаточно.

Известен способ создания на поверхности остаточных напряжений сжатия эа счет холодного деформирования поверхностного слоя. При этом зона максимальногб упрочнения образуется на расстоянии 0,1-0,15 мм от поверхности, поэтому поверхностный слой снимается до зоны максимального упрочнения. Общая глубина деформиро-, ванного слоя при этом способе обработки составляет 0,25-0,30 мм, а после снятия поверхностного слоя упрочненный слой составляет всего 0,10,15 мм. Этот способ дает значительное повышение усталостной прочности изделий, работающих на воздухе Е2 1.

3 8401

Однако при работе в агрессивных средах толщина оставшегося упрочненного слоя недостаточна.

Известен также способ обработки, заключающийся в поверхностном дефор5 мировании изделия под пленкой минерального масла. Этот способ обеспечивает получение деформированного слоя глубиной до 0,5 мм (3).

Однако способ не снимает остаточных напряжений образовавшихся B процессе изготовления сосудов и не меняет фазовый состав металла околошовной зоны. Вследствие этого эффект повышения стойкости против КР недостаточно высокий.

Цель изобретения — повышение стой кости против коррозионного растрески вания сварных иэделий иэ аустенитных коррозионностойких сталей. 20

Поставленная цель достигается тем, что перед поверхностным деформированием изделий их предварительно подвергают стабилизирующему отжигу при

870-900 С в течение 1-3 ч, а после

О дефармирования проводят электролитическое снятие поверхностного деформированного cz oÿ на глубину 0,1-0,15 мм. г

При нагреве до 900 С и выдержке при этой температуре происходит достаточно полное снятие остаточных напряжений и изменение структурного состояния металла. Выпадающие в процессе сварки в зоне термического влияния

35 сварного шва железохромовые карбиды типа (Fe, Ñ ã) С 6 при температуре

900 С полностью диссоциируют и за счет о протекания диффузионяых процессов выравнивается концентрация хрома по се40 чению аустенитных зерен, снимаются так" же фазовые напряжения, обусловленные выделениями карбидов хрома. Освобождающийся углерод взаимодействует с титаном и образует мелкодисперсные кар" биды титана, располагающиеся в виде строчных включений внутри зерен матричного раствора. Соль становится мягче, пластичнее и имеет однородный состав равновесных аустенитных зерен.

Уровень сжимающих напряжений при поверхностном деформировании отожженного металла гораздо выше по сравнению с неотожженным. Кроме того, предварительный отжиг при 870-900 С в течение

SS

2-3 ч позволяет получить при поверхностном деформировании металла достаточно гомогенную аустенитную структуру. Сочетание стабильной аустенитной

61 4. структуры с высоким уровнем сжимающих напряжений на поверхности металла повышает стойкость против KP в 4 раза по сравнению со сварными сосудами без обработки.

Пример. Изготовлена сварная цилиндрическая оболочка Ф 500 мм из листовой стали 12Х18810Т толщиной б мм. Химический состав стали, вес.X:

С 0,08, Cr 17,9, Ni 9,8, Ti 0,58, остальное — железо. Оболочка после автоматической сварки.в среде аргона на- гревается в электропечи до 900 С и выдерживается в течение 2 ч, затем охлаждается на воздухе. После этого оболочку обкатывают роликами под пленкой масла марки MP-4 на токарном станке с помощью специального приспособления. Толщина деформированного слоя составляет 0,48-0,50 мл. После этого оболочку обрабатывают в ванне с сернафосфорным электролитом (40X H

Из этой оболочки вырезают пластину размеров 100х35 мм со сварным швом. посередине в поперечном направлении.

Испытания на КР проводят ускоренным методом в 42Х-ном кипящем ИцС1 наложением тока анодной поляризации плотностью 0,57 мА/см . Растягивающие наI пряжения задаются изгибом образцов . в специальном приспособлении. Результаты испытаний представлены в таблице, где стойкость против КР определяют временем до появления трещин (в часах) в зависимости от приложенных напряжений.

Из полученных результатов видно, что оболочки., обработанные по предлагаемому способу, имеют стойкость против КР в 1,3-1,4 раза вышее, чем обработанные по известному способу, и iv в 4 раза. выше по сравнению с оболочками без обработки.

Использование предлагаемого способа обработки сварных оболочек обеспечивает по.сравнению с известными более высокую стойкость к КР, увеличение межреионтного цикла аппаратов.

Увеличение долговечности сварных сосудов из аустенитной коррозионна840!61

Формула изобретения

1. Авторское свидетельство СССР

6 0 8 О. У 205862, кл. C 21 13 1/78 1966.

2,1 3,2

3,2 4 7

11 ь9 2. Заявка ФРГ 9 1583412, кл. С 21Э 7/02, 1975.

3. Патент США М 3599460, кл. С 21 33 7/06. 19716,8 8,9

4,8 7,1 10,2 13,5

Составитель А. Денисова

Ре актор М. Ликович Техр Т.Мато ка

Корректор Л. Иван

Заказ 4669/36 Тираж 618

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 стойкой стали позволяет получить экономический эффект около 120 тыс.руб. в год, Способ обработки сварных изделий из аустенитных коррозионностойких сталей, включающий поверхностное холодное деформирование, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стойкости против коррозионного растрескивания, перед поверхностным деформированием проводят стабилизирующий отжиг при 870-900 С, а после

0 него осуществляют электролитическое снятие деформированного слоя на глубину 0,1-0,15 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе