Способ термической обработки изделий из аустенитных железоникелевых сплавов с атермической кинетикой мартенситного превращения

 

t0. Б. Пейсахов, Л. Г. Журавлев и М. М, ШтбА В4МЗЙ Я

11< 1ИП ИО тих 13 (72) Авторы изобретения

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (S4) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

НЗ АУСТЕНИТНЫХ ЖНЛЕЗОНИКЕЛЕВ6!Х СПЛАВОВ

С АТЕРМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКОЙ МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ1

Изобретение относится к металлур» гии, в частности к способам термической .обработки метастабильных аустенитных железоникелевых сталей, и мо жет быть использовано для стабилизации размеров изделий. 5

В современной технике широко используются аустенитные сплавы с атермической кинетикой мартенситного превращения (вес.4 Ni ) 30), обладающие инварными свойствами. При работе в области отрицательных температур в этих сплавах появляется опасность протекания мартенситного превращения, приводящего к недопустимым из15 менениям размеров и своиств изделии.

Известен способ термической обработки изделий из аустенитных железо никелевых сплавов с атермической кинетикой мартенситного превращения, включающий закалку, обработку холодом 51 3.

Известен также способ термической . обработки изделий из аустенитных же2 лезоникелевых сплавов с атермической. кинети кой мартенситного превращения, включающий закалку и обработку холодом Г23.

Известен способ термической обра-. ботки атермических сплавов, включающий закалку, обработку холодом и старения (3 )..Однако и в этом случае для атермических сплавов эффект стабилизации аустенита весьма мал (для сплавов Н 30,4 Н 31,6Л М и, соответственно - -9 и -10 ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ термической обработки изделий из аустенитных железоникелевых сплавов с атермической кинетикой мартенситного превращения, включающий закалку, обработку холодом ни" же Мн и нагрев до Ак f4 3.

Однако такая обработка слабо сни" жает температуру MW (для сплавов

985084 4

l стабилизации, а непосредственно фазовый наклеп (измельчение блоков и увеличение плотности дислокации) приводит к его упрочнению.

Предлагаемый способ термообработки применен для стабилизации сплава Н32,8 (32,8 вес.ь й1;

0,02 вес. 3 С; остальное железо;

Ин= -105РС. Ан=290 С, Ак=440 С), обладающего атермической кинетикой мартенситного превращения.

После закалки образцы стали Н32,8 охлаждают в жидком азоте ниже Мн до минимально возможной в данных ус. ловиях температуры -196 С, с целью наиболее полной реализации атермического у .а мартенситного превращения. При этом образуется 50 ь мартенсита. Затем образцы нагревают до раз.личных температур старения, лежащих выше Ак (450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900 С) и выдерживают при этих температурах

15 мин. Наиболее сильно эффект стабилизации проявляется после старения при 600 и 650 С (см. таблицу).

Для сравнения в таблице. показано поло. жение Ин сплава Н32,8 непосредственно после закалки.

Н30 и Н31,5Мн составляет -(8)-(12©C) и не приводит к заметному упрочнению аустенита

Цель изобретения - стабилазация размеров изделий за счет стабилизации аустенита при одновременном упрочнении изделий из Fe-Ni сплавов с атермической кинетикой мартенситного превращения.

Дпя достижения поставленной цели в известном способе термической обработки изделий из аустенитных железоникелевых сплавов с атермической кинетикой мартенситного превращения, включающем закалку, обра-1 ботку холодом и старение проводят при Ак 160.>, 210 С в течение 1020 мйн.

При охлаждении изделия ниже Ин в нем происходит у- о . мартенситное 2в превращение,а при последующем нагреве до температуры старения мартенсит полностью переходит в аустенит. В результате старения фазонаклепанного аустенита (Т=600-650 6;. = 10-20 мин) в нем протекают процессы установления ближнего порядка и возникнове" ния. областей концентрационной неоднородности, что и приводит к его оС И сС

Вид обработки сплава Н32,8

М Ю

-105 старение (T=450 С, ь"=15 мин)

+ старение (T=500 С,Т = 15 мин)

+ старение (Т=550.С, c = 15 мин)

+ старение (Т=600 С,Т = 15 мин)

+ старение (Т=650 С, ь = 15 мин) -92 +13

-118 -13

-134 -29

-146 -41

-144 -39

-137 -32

-129 -24

-124 -19 (Т=700 С, ь = 15 мин) (T=750 С, Т =. 15 мин) (Т=800 С.,V = 15 мин) ! (Т=850 С,Т = 15 мин) (Т=900 С, = 15 мин) + старение

+ старение

+ старение

+ старение

+остарение

-116 -11

Проводится исследование сплава

Н32,8, обработанного и по другим режимам. Выдержки закаленных и охлажденных до -196 С образцов сплао ва при тех же температурах старе-рения (450 С, ..., 900 С) в течение 20, 60, 180 мин не привели к усилению стабилизации аустенита, а

В результате обработки холодом

55 при -196 С и старения при 600 С и 650 С (c =15 мин) увеличилась и прочность аустенита сплава Н32,8.

Для закаленного состояния Нм=106, Закалка

Закалка

Закалка

Закалка

Закалка

Закалка

Закалка

Закалка

Закалка

Закалка

Закалка (Т =1100 С, f =5 мин)

+ охлаждение до -196 С+

+ охлаждение до -196 С

+ охлаждение до -196 С о

+ охлаждение до -196 С

+ охлаждение до -196 С

+ охлаждение до -196 С

+ охлаждение до -196 С

+ охлаждение до -196 С

+ охлаждение до -196 С

+ охлаждение до -196 С о выдержки менее 10 мин лишь ослабили ее.:

Формула изобретения

Составитель А. Денисова

Техред И,Гайду Корректор,Н. àЫ

Редактор Е. Кинив

Заказ 10088/34 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 9850 в = 230-ИПа, а после обработки по:

1укаэанным режимам Нм=145 и .6цд=530 ИПа.

Использование предлагаемого способа термообработки изделий из аустенитных железоникелевых сталей с атер" мической кинетикой мартенситного превращения обеспечивает, по сравнению с известным способом, значительное усиление стабилизации аустенита, выражающееся в увеличении абсолютного эна- 10 чения ййн в 4 раза; воэможность одновременного упрочнения аустенита при стабилизации размеров изделий; удобство способа, выражающееся в возможности проведения старения практически че- М рез любой сколь угодно долгий промежуток времени после операции обработки холодом; снижение временных и энергетических затрат.

Способ термической обработки иэделий из аустенитных железоникеле- 2$ . вых сплавов с атермической кинети.кой мар тенситного превращения, вклю84 е чающий закалку, обработку холодом ниже Ин истарение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью стабилизации размеров иэделий и их упрочнения, старение проводят при температуре Ак 160-210 С втечение 1020 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Бутакова Э.Д. Малышев К.А. Влияние внешних воздействий на кинетику мартенситных превращений. ф. M. М., 1973, т. 35. вып. 2, с. 398.

2. Георгиева И. Я. Никитина И.И.

Изотермическое и атермическое превращения. ИиТОМ, 1972, с. 5, 68.

3. Максимова О. П., Немировский В.В.

О зарождении мартенсита в Ре-Nl сплавах, обладающих взрывоопасной кинетикой мартенситного превращения. Д. А. Н. СССР, 1967, т. 177, . и 1, с, 81.

4. Журавлев Л. Г. и др. Влияние фазового наклепа на изотермическое и атермическое мартенситное превращение. Ф. M. M., 1973, т.. 36, вып.l, с. 109 °