Способ термической обработки изделий из метастабильных аустенитных сталей с интерметаллидным упрочнением

 

Ю. Б. Пейсахов, Jl. Г. Журавлев и М ° М. Щтейпберр-.

i ( с ..

1 (Челябинский политехнический институт им. ЛенийскЬгo " комсомола (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ

С ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫМ УПРОЧНЕНИЕМ

Изобретение относится к металлургии, в частности .к способам получения стабильных аустенитных сталей и может быть использовано для стабилизации размеров изделий.

В точном приборостроении широко ис5 пользуются метастабильные аустенитные стали на железоникелевой основе, в которых при отрицательных температурах появляется опасность протека10 ния gd. превращения, приводящего к недопустимым изменениям размеров

° и свойств изделий 513.

Известные способы упрочнения изделий из этих сталей не позволяют осу IS ществить полной стабилизации аустенита, т.е, полного подавления мартенситного превращения во всем диапазоне отрицательных температур, Известен способ термической обработки, включающий нормализацию и длительное старение аустенита в течение

50, ч при 400 С . Этот способ поз-. воляет осуществить полную стабилизацию аустенита сплавов, содержащих ат.X Ni 27,4 и 27,8; А! 11,8 и 12,1;

С 0,06 и 0,1 12 1.

Однако такая обработка требует значительных временных и энергетических затрат и практически не приводит к повышению прочностных характеристик

6 02, соответственна до и после старения 22 и 23 кг/мм Н -115 и 117 кг/мм .

2.

Известен также способ термической обработки изделий из метастабильных аустенитных сталей, с интерметаллидным упрочнением, включающий обработку холодом и старение 131, Однако и этот способ термообработки требует значительных временных и энергетических затрат (общее время выдержки при 550 С 1-2 ч ) и не обесо печивает получения конечной аустенитной структуры.

Цель изобретения, — уменьшение временных и энергетических затрат и пслучение конечной аустенитной струк744 4 ков и увеличение плотности дислокаций) приводит к его упрочнению.

Предлагаемый способ термообработкн применяется для стабилизации и упрочнения сплава Н31Ю4, характеристики которого приведены в таблице.

После нормализации от 1100 С(С=5 мин образцы сплава Н31 Р4 оялаждают в жидком азоте до минимально возможной в данных условиях температуры -196 С с целью наиболее полной реализации прямого атермического f а мартенситного превращения, При этом образуется 20Х мартенсита. Затем образцы нагревают до 660 С (К,+10а) с целью реализации обратного о(. превращения. При этом об азовавшийся и и обработке холодом переходил в аус ся повторная об ком азоте. При ного- превращени один цикл такой

60 С + охлажден к уменьшению до ного превращени о мартенита, 7.

Fa, 3

АзоС Иоо С

Исходное состоя515 65 0

-150

-1 30 ние

2,4

29,3

1 цикл

-120

1,8

-117

1,2

28,4

Не обнаружена при охлаждении до -196 C

28,2

Как видно нз таблицы, четыре цикла такой обработки приводят к уменьшению до нуля полноты мартенситного превращения. Полное подавление мартенсит50 ного превращения происходит, несмотря на заметное повышение Мн. Выдержка при при -196 C в течение 7 сут не приводит к появлению мартенсита и изменению размеров изделий, Наблюдаемая стабилизация существенно отличается от стабилизации аустенита в известных способах, когда уменьшение количества мар3 876 туры при стабилизации размеров иэде лий.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе термообработки,предусматривающем проведение обработки холодом и старением ниже точки

А „ (Т - 5504С,, = 1-2 ч), операцию старения проводят при и".прерывном нагреве до температуры А - А + 15

Операции обработки холодом и последующего нагрева до А < — А + 15 проК водят циклически до полной стабилизации аустенита, При охлаждении иэделия ниже М в нем происходит - * мартенситное превращение, а при последующем нагреве до А„- А + 15 мартенсит полностью переходит в аустенит. В момент обратного превращения резко ускоряются процессы старения и выделяющиеся высокодисперсные интерметаллидные частицы стабилизируют аустенит, непосредственно интерметаллидные частицы стабилизируют аустенит, а непосредственно фазовый наклеп (измельчение бло1

Обработка Содержание элементов в тв. растворе, ат.7.

Fe Ni А1 С

65,2 30,8 3,92 0,08

P P мартенсит полностью тенит. Затем проводитработка холодом в жидэтом полнота мартенситя, снижается до 8%. Еще обработкой (нагрев до ие до -196 С) приводит

47 полноты мартенситЯ °

1 оличест-

20 тенсита происходило в результата снижения Мн. Применение предлагаемого способа обработки наряду с достижением эффекта стабилизации приводит к увеличению прочности аустенита в

1,5-2 раза (5 0,2, соответственно до и после старения 23 и 52 кг/мм ) 1

Н вЂ” 130 и 190 кг/мм ) при сохранении достаточно высокой ластичности

W =45X. Общее время нагрева составляет 5 мин при печном нагреве изделия со скоростью 10 /с и одну секунду при

5 876744 6 его электронагреве (V =3000 г а,С), пгр = . р д/С). чение стабильной аустенитной струк туры изделий; обеспечивает надежное

Аналогичные результаты (полная ста- хранение свойств и размеров из елий илизация аустенита сплава Н31 l04 р ров изделий практически при любых температурах ри его одновременном упрочнении)полу- эксплуатации, не превышающих А +

Формула изобретения

1. Способ термической обработки из- делий из метастабильных аустенитных сталей .с интерметаллидным упрочнением; включающий обработку холодом и старение, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергетических и временных затрат и получения конечной аустенитной структуры при стабилизации размеров изделий, старение проводят при непрерывном нагреве до температуры А1 — А + 15 .

2. Способ но п. 1, о т л и ч а юшийся тем; что обработку холодом и непрерывный нагрев до температуры А - А, + 15о повторяют циклически, Составитель А, Денисова

Редактор Н. Безродная Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ 9518/34 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 б п чаем и в тех случаях, когда после нормализации Т = 1100 С,.С =5 мин и обработки холодом в жидком азоте (Т конца охлаждения = -196 С) сплав нао гревают до 650 С (А„)или 665 С (А +1УС).

Циклическая обработка образцов сплава Н31 й4 по другому режиму: нормализация(Т=110(РС; <. = 5 мин) и охлаждение до -196 С + нагрев до температуры 760 С (А +20 С) не приводит 15 к подавлению мартенситного превращения при охлаждении. Отсутствие стабилизации после нагрева сплава Н31 Ю4 до температур превышающих (A +15 C), обусловлено коагуляцией интерметаллидов и их обратным растворением.

Предлагаемый способ стабилизации размеров изделий стал возможен благо- даря обнаруженному явлению уменьшения полноты мартенситного превращения, происходящим несмотря на одновременное повышение мартенситной точки в сплавах с интерметаллидным упрочне: нием,после » * — у переходов.

Использование предлагаемого способа термообработки изделий из метастабильных аустенитных сталей с интерметаллидным упрочнением обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: требует в 10 " 10 (в зависимости от вида нагрева меньших временных и энергетических затрат для стабилизации размеров изделий; обеспечивает полуИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Малышев К, А. и Василевская М.М, Влияние старения в р -состоянии-на упрочнение сплавов Fe-й1-Ti при фазовом наклепе. ФММ 1964,, 18,5, 2. Hornlogen Е., Meyer W,А. Gefuge

und mechanische Eigenschaften von

Legirungen auf Eiseri-Nickel-Basis mit

12 at 3 Al .nach verschidener Warmebechandlung, -"Zeitschri. t Metallhunde", 1967, 58,6 372.

3, РЖ Металлургия У 7, реф. 7И1033 ..1979.