С.И.Красникова, T.À.Èàíüêo, А.В,Дробот, В.Г.Калинин, Н,Д,Льняная и В.M.Øêóðåíêo (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5" ) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕМЩИХ

ИАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИ Х СТАЛЕЙ

Изобретение относится к машино" строению и может быть использовано при термической обработке крупных деталей из нержавеющих мартенситностареющих сталей.

Для обеспечения в изделиях оп" тимального комплекса механических свойств на ряде сталей проводят термическую обработку, предусматривающую изотермическую выдержку в процессе закалки для выделения ин верметал- ° лидных (либо других) частиц в аустените, что способствует повышению. прочности.

Известен способ термической обработки коррозионностойких сталей, включающий нагрев до температуры закалки, охлаждение и изотермическую выдержку в процессе охлаждения при температуре выделения частиц мвдьсодержащей Фазы 600-450в С- 1 ).

Однако термообработка по такому способу не позволяет получить оптимальное сочетание прочности и пла2 стичности. При обработке, нагц9имер стали 03Х11Н10И2Т, по такому способу прочность всего лишь gg, =110,5 кг/мм

) так как нет окончательного старения после закалки, ударная вязкость хотя и высокая в таком состоянии а„=16 кгм/см, но выделившаяся фаза залегает в основном по границам зерен, Наиболее близким к предлагаемому является способ термической обработки мартенситностареющих сталей, эаклочающийся в нагреве под закалку, о охлаждении на воздухе до 600 С, изоа термической выдержке при 600 С, дальнейшем охлаждении на воздухе и окончательном старении P2).

Однако при обработке по такому способу не обеспечивается требуемой вязкости при достаточной проч" ности.

При охлаждении с нерегламентированной (малой) скоростью до температуры изотермической выдержки по

98888

55 указанным способам происходит выделение избыточных фаз по границам зерен, Это явление в мартенситностареющих сталях, известное в литературе под названием "тепловое охрупчивание", приводит к значительной потере ударной вязкости. Такое же явление - выделение по границам зерен избыточных фаз, и, как следствие, охрупчивание возникает при закал-. $0 ке с изотермической выдержкой, например сталей марок 03Х11Н10N2T и

03Х11Н10М2Т1, если изотермическая выдержка проходит при температуре

600-450 С.

Цель изобретения .- повышение ударной вязкости при сохранении высокой прочности, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической об- 20 работки, включающему закалку с изотермической выдержкой в процессе ох,лаждения и старение, охлаждение от температуры закалки до температуры изотермической выдержки, ведут со скоростью 60-300 град/мин, а изотермическую выдержку проводят при температуре Мн+(200-150 С), Охлаждение со скоростью, меньшей

60 град/мин, приводит к выделению 30 избыточных фаз по границам зерен, Охлаждение со скоростью, большей

300 град/мин, практически труднодостижимо для крупных поковок в производственных условиях.

В процессе изотермической выдержки при закалке происходит выделение частиц, способствующих упрочнению стали. Так.;как в предлагаемом способе температура, при которой назначается изотермическая выдержка, достаточно низкая и критический размер зародыша выделяющейся фазы невелик, то выделение происходит во всем объеме зерна (без преимущественного выделения на границах зерен).

Бсли температура изотермической выдержки выше предлагаемой, то происходит преимущественное выделение по градицам зерен если ниже - процесс выделения идет вяло и требуются длительные выдержки, Кроме тоГо, если температура выдержки ниже указанной, из-за перепада температур по сечению в приповерхностных участках крупных деталей может начаться мартенситное превращение.

4 4

Проводят термообработку по режимам, укаэанным в примерах, Во всех случаях используют одинаковые крупные темплеты, нарезанные из одной и той же поковки кольца сечением

140<70 мм стали 03Х11Н10М2Т (Мн 180 С), Температура нагрева при окончательной закалке 930 С, Закалку проводят на воздухе либо для достижения требуемой скорости на -плитах воздушной струей от вентиляторов, режим окончательного старения 530 С 3 ч.

Результаты испытаний механических свойств приведены в табл. 1.

Как видно из табл, 1, обработка по предлагаемому способу с регламентированной скоростью охлаждения до температуры изотермической выдержки 60-300 град/мин и выдержкой при Мн+(200-150"С) позволяет повысить ударную вязкость более, чем в

1,5 раза при сохранении прочности, Термически обрабатывают заготовки типа колец с наружным диаметром

1690 мм, внутренним - 1605 мм и высотой 190 мм.

Одну партию заготовок обрабатывают по известному способу, т.е. эао каливают на воздуха от 930 до 600 С (скорость охлаждения 20 град/мин), затем выдерживают в печи при 600 С и охлаждают на воздухе, старение по режиму 530 С 3 ч.

Вторую партию заготовок обрабатывают по предлагаемому способу, т.е. закаливают на плитах воздушной струей от вентиляторов с 930 до 350 С (скорость охлаждения

60 град/мин), затем выдерживают в печи 3 ч при 350 С, охлаждают на ь воздухе, старение по режиму: 530 С

3 ч.

Из заготовок обеих партий изготавливают образцы с продольным направлением волокна для механических испытаний, В табл. 2 oTpBNGHtl механические характеристики.

Таким образом, предлагаемый способ может быть использован при термической обработке крупных заготовок из нержавеющих мартенситностареющих сталей, например раскатных колец, 988884

Известный

370

380

330

380

300

8.8

142,6

Известный

143,0

11,0

Предлагаемый предлагаемый

20 (не регламентирована) 600

20 (не регла" ментирована) 456

20 (не рогламентирована) 380

60 600 а б л и ц а 1 144,0 5,6

143,6 7,0

143,0 9 1

142,5 6,8

143 4 10 9

145,0 12,0

140,2 12,2

142,0 14,0

Табл и ца 2. 4,2 6,0

59,8 11, 0

Составитель А.Денисова

Техред И.Костик .Корректор О.Билак

Редактор Е. Лазуренко

35 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб,, д, 4/5

Заказ 109 филиал ПП Патент, г. жгород. ул, Проектная, 7. 988884 8 формула изобретения кой выдержки ведут со скоростью 60300 град/мин, а изотермическую вы-, Способ термической обработки держку проводят при температуре нержавеющих марФенситностареа1их Ий+(200-150 С), сталей, включающий закалку с изотерми-у Источники информации, ческой выдержкой в процессе охлажде- принятые во внимание при экспертизе ния и старение, о т л и ч а ю ц и й- 1. Авторское свидетельство CCCP с я тем, что, с целью повьвения удар- Р 5954402, кл, С 21 0 6/00, 1978. ной вязкости при сохранении проч- .2. 6ирман С,P. Экономнолегироности, охлаждение от температуры 1В ванные мавтенситностареющие стали. закалки до температуры изотермичес- И., "Иеталлургия.", 1974, с. 162.