Способ обработки изделий из аустенитных нержавеющих сталей

 

. Союз Советскид

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕтКНИЯ 885296

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву— (22) Заявлено 220679 (21) 2785394/22-02 (51)М с присоединением заявки ¹. С 21 0 1/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 301181. Бюллетень ИЯ 44

Дата опубликования описания 30.1 181 (53) УДК 621. 785 (088. 8) Ъ,.„

М.Х. Фрейд, Ю.М. Колобов, А.В. Леонова, .П. Рыбалко .: и Ю.М. Александров

Л (72) Авторы изобретения

1 м

Ивановский химико-технологический институт (71) Заявитель

154) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АУСТЕНИТНЫХ

НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к машино строению, преимущественно химическому, и может быть использовано при термической обработке изделий, например, перфорированных оболочек, из коррозионностойкой стали с метастабильным аустенитом, работающих под напряжением в агрессивных средах.

При изготовлении перфораций в оболочках методом холодной штамповки в изделиях возникают остаточные растягивающие напряжения, приводящие при их эксплуатации к преждевременному выходу из строя эа счет коррозионного растрескивания. Особенно велика лока- 15 лизация остаточных растягивающих напряжений вблизи отверстий, где она может достигать величины более

20 кгс/мм . Кроме того, в процессе холодной штамповки сталей с неста- 20 бильным аустенитом (например стали

12Х18Н10Т) по контуру отверстий образуется кваэимартенсит деформации, который по своему объему превышает объем исходной аус..генитной матрицы, вносит напряжения, имеющие растягивающую компоненту и усиливает тем самым локальную напряженность вблизи отверстия, что ухудшает стойкость против корроэионного растрескиванпя. .30

Известен способ термической обработки для снятия остаточных напряжений в аустенитных сталях с метастабильным аустенитом, заключающийся в закалке в воду с температур 10501100 C P).

Однако при закалке деталей сложной геометрической формы, каковыми являются перфорированные оболочки, в результате резкого охлаждения остаточные напряжения снимаются не полностью и неравномерно по всей обрабатываемой поверхности, в результате чего их стойкость против корроэионного растрескивания недостаточна.

Известен способ обработки перфорированных оболочек из нержавеющей стали со штампованными отверстиями с целью повышения стойкости против . корроэионного растрескивания перфорированнык, заключающийся в обработке готовых изделий холодом в жидком азоте в течение 15-30 мин. Способ обработки обеспечивает повышение стойкости против коррозионного растрескивания в 1,5-2 раза $2).

Однако он пригоден преимущественно для перфорированных оболочек небольшого размера..Для его осуществления применительно к крупногабарит885?96

Растягивающие нащ>нжения величиной 15-25 кгс/мм задавались изгибом образцов в специальном устройстве.

Стойкость против коррозионного растрескивания оценивалась временем до .появления трещин в зависимости от приложенного напряжения. Для получения сравнительных данных параллельнс проводились испытания перфорированных образцов без предлагае;юй обработки и по известным методам;

10 Результаты испытаний представлены в таблице.

Предлагаемый способ при продолжительности отжига, ч

10 25 б, Иэвесткг|=/м | ый способ

3,25

4,25

4,6 кости против коррозионного растрескивания.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки иэделий из нержавеющих аустенитных сталей, вклю» чающем холодную деформацию и отжиг, о „ последний производят при 550-600 С с выдержкой 10-25 ч.

В результате такой термической обработки происходит локальное термомеханическое упрочнение деформированного по контуру отверстия металла на глу- 30 бину 0,2-0,3 мм. При отжиге при 550600 С происходит изменение субструктуры деформированного слоя металла: плотность дислокаций повышается, дислокации при этом располагаются в по- Я лигональных заблокированных стенках с размерами ячеек 1-3 мкм, по прлосам скольжения и дислокациям выпадают мелкодисперсные карбиды хрома,препятствующие дальнейшему перемещению 40 дислокаций и закрепляющие полученную полигональную субструктуру. С увеличением продолжительности отжига степень полигониэации субструктуры воз- растает. Локально упрочненный слой металла по контуру отверстий препятствует образованию и распространению транскристазтлитных трещин. Поверх ность изделия при этом не окисляется .

Пример. Проводилась обработка перфорированных оболочек из стали 50 марки 12Х18Н10Т толщиной 5 мм..Химсостав стали,Ъ: С 0,1 Cy17,3 р

Ì 10,1 Ò 0,63, Fg остальное. Перфорирование осуществлялось холодной штамповкой. Диаметр отверстия 12 мм, 55 коэффициент перфорации — 40%. Изделия после штамповки подвергались отжигу при 600 С продолжительностью 25 и 10 ч. Испытания на корроэионное растрескивание проводились в 42%-ном кипящем растворе хлористого магния ускоренным методом при наложении то2 ка анодной поляризации 0,57 мА/см ,ВНИИПИ Заказ 1 0451/35

Филиал ППП Патент,, r, 20

4,33

5,33

5,8

6, 25

6,92

7,4

Формула изобретения ным перфорированным оболочкам требуется сложное специальное оборудование.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ обработки изделий из нержавеющей аустенитной стали 12Х18Н10Т, включающий холодную деформацию заготовки и отжиг при 870-900 С в течение 2-3 ч с последующим охлаждением до 300 С со скоростью 80-100 град/ч и далее на воздухе (3 ).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает достаточную стойкость изделий против корроэионного растрескивания, поскольку она зависит не только от остаточных внутренних напряжений, но и от субструктуры деформированного слоя металла.

Цель изобретения — повышение стойРезультаты испытаний показывают, что после отжига стойкость крупногабаритных перфорированных изделий против коррозионного растрескивания возрастает в зависимости от приложенных напряжений в 1,2-1,4 раза. С увеличением продолжительности выдержки при отжиге стойкость против коррозионного растрескивания увеличивается.

Использование пердлагаемого способа при обработке крупногабаритных перфорированных оболочек иэ нержавеющей аустенитной стали обеспечивает по сравнению с известным увеличение стойкости против корроэионного растрескивания, возможность получения светлой поверхности детали, исключающая трудоемкую операцию по удалению окалины.

Способ обработки изделий иэ аустенитных нержавеющих сталей, преимущественно оболочек, включающий холодную деформацию и отжиг, о т л и ч а ю— щ и и .с я тем, что, с целью повышения стойкости против коррозионного растрескивания, отжиг производят при 550-600 С с выдержкой 10-25 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Герасимов В.В. Корроэионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей. М, "Металлургия",1976, с. 161.

?. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2559295/22-02, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

М 205862,кл.С ?1 Р 1/78, 1966.

Тираж 621 Подписное

Ужгород,ул.Проектная,4