Способ изготовления перфорированных оболочек из нержавеющей аустенитной стали

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)865937 (61) Дополнительное к авт. саид-ву р 729257 (51)М. Кл. (22) Заявлено 060679 (21) 2776937/22-02 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет

С 21 D 1/78

С 21 1) 6/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 230981 Ьюллетень М 35 (5Ç) УДК 621. 785..79(088.8) Дата опубликования описания 2309.81

М. X. Фрейд, A. В. Леонова, П. П. Рыбалко, .) Ю.М. Алаксандщ в и Н.A.Êîòêoâ .,J

Ивановский химико-технологичес ий иИСжртут

%, р (72) Авторы изобретения (71) Заявитель м»» l м»

»»» (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРФОРИРОВАННЫХ

ОБОЛОЧЕК ИЗ НЕР)ХАВЕЮЩЕИ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано при термической обработке перфорированных иэделий иэ;коррозионностойкой 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 к преждевременному выходу из строя за счет коррозионного растрескивания. Особенно валика локализация оста очных растягивающих напряжений вблизи отверстий, где она может достигать величины более 20 кгс/мм Кроме того, в 4 процессе холодной штамповки сталей с нестабильным аустенитом (например, стали 12X18H10T) 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 корроэионного растрескивания.

Известен способ изготовления пер форированных оболочек из нержавеющей аустенитной стали, заключающийся в холодной штамповке отверстий с последующей обработкой холодом в жидком азоте в течение 15-30 мин, который обеспечивает повышение стойкости к коррозионному растрескиванию в 1,52 раза. Это обусловлено эффектом электрохимической защиты аустенитной матрицы выделившимся в процессе обработки холодом мартенситом (1).

Однако стойкость к корроэионному растрескиванию остается недостаточной.

Цель изобретения — повышение стойкости против коррозионного растрескивания.

Поставленная цель достигается тем, что штампованные иэделия обрабатывают холодом в жидком азоте в течение 1530 мин, после чего осуществляют локальный наклеп около отверстий. Для этого вокруг отверстий соосно с ними выполняют поверхностное уплотнение металла шестигранником со стороной

0,67-0,68 диаметра отверстия на глубину 0,1-0,15 мм, а внешние кромки

865937 отверстий развальцовывают радиусом

0,06-0,08 диаметра отверстия.

Меньшая глубина уплотнения не дает достаточного уровня остаточных сжимающих напряжений.

Большая глубина уплотнения вызывает перенаклеп и коробление оболочек. Поверхностный наклеп создает около отверстий зону с остаточными напряжениями сжатия, сжимая этим концентрацию растягивающих напряжений . около отверстий.

Шестигранная форма углубления приближает перфорированную оболочку к сотовому строению, обеспечивающему наиболее высокую прочность. Кроме того, происходит дробление мартенситных 35 игл на мелкодиспесные включения, расположенные в виде изолированных островков в аустенитных зернах. Одновременно происходит увеличение плотности дислокаций и их более равномерное распределение в поверхностном слое. Все это увеличивает стойкость перфорированных оболочек против коррозионного растрескивания в 1,4-1,5 . раза. 25

П р и м е,р. Проводят техническую обработку перфорированных оболочек на стали марки 12Х18Н10Т толщиной

5 мм. Химсостав стали,Ъ: С 0 1 Cr

16,9; Ni . 10,5", Ti 0,65, Fe — остальное. Перфорирование осуществляют холодЗО

Обработка холодом (известный способ) Обработка холодом + шестигранное обрамле- ние со скруглением кромок отверстий (предлагаемый способ) Шестигранное обрамление со скруглением кромок отверстий + обработка молодом

Шестигранное обрамление со скруглением кромок отверстий

Напряжение обработки, кгс/мм

3,25

4,5

3,45

3,15

5,45

8,4

4,4

4,1

5,35

4,15

5,85

6,1

Формула изобретения

Способ изготовпения перфорированных оболочек из нержавеющей аустенитО ной стали по авт.св. В 729257, о т— л и ч а ю шийся тем, что, а целью повышения стойкости против корроэионного растрескивания, после обработки холодом осуществляют локальный наклеп вокруг отверстий, на глу55 бину 0,1-0,15 мм с одновременной раз" вальцовкой кромок отверстий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

gp Р 729257, кл. С 21 D 1/28, 1977.

ВНИИПИ Заказ 7993/40

Тираж 621 !

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Нроектная,4

Из экспериментальных данных следует, что повышение стойкости против корроэионного растрескивания достигается лишь при предлагаемой последовательности операций, т.е. тогда, когда шестигранное обрамление со скруглением кромок отверстий проводится восле предварительной обработки холодом.

Использование предлагаемого способа изготовления перфорированных оболочек из нержавеющей аустенитной стал обеспечивает по сравнению с существующими свосббами повышение стойкости против коррозионного растрескивания. в 1,4-1,5 раза. ной штамповкой. Диаметр отверстий

12 мм, коэффициент перфорации 40%.

Изделия после штамповки подвергают обработке холодом s жидком азоте при

-196 С в течение 20 мин. После этого с помощью специального комбинированного штампа проводят поверхностное уплотнение металла около отверстия в форме шестигранника со стороной

8,2 мм на глубину 0,12 мм с одновременной развальцовкой кромок отверстий радиусом 1 мм.

Испытание на коррозию под напряжением проводят в 42%-ном кипящем растворе хлористого магния ускоренным методом при наложении тока анодной поляризации 0,57 мА/см . Напряжения величиной 15-25 кгс/мм задают растяжением образцов в специальном устройстве. Стойкость против коррозионного растрескивания оценивают временем до появления трещин. Для получения сравнительных данных параллельно проводят испытания перфорированных образцов без предлагаемой обработки и с обработкой в жидком азоте после шестигранного обрамления отверстий.

Результаты испытаний представлены в таблице, где в зависимости от приложенных напряжений дано время до растрескивания ч..