Способ термической обработки холоднодеформированных изделий

 

Использование: производство труб из хромистых нержавеющих сталей полуферритового класса для теплообменного оборудования электростанций. Сущность изобретения: изделия нагревают до 850- 870°С, выдерживают при этой температуре в течение 3-7 мин, нагревают до 900-920°С, выдерживают 10-15 мин, охлаждают с печью до 680-700°С, выдерживают при этой температуре 1,5-2,0 ч и окончательно охлаждают на воздухе. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4850963/02 (22) 22.05.90 (46) 23.07.92. Бюл. ¹ 27 (71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения и "ЦНИИТMAN и " Никопольский Южнотрубный 3авод (72) B,tl.áîðèñîâ, Н,A.Êàðïîâà, М.Ф.Вороханова, А.Н,Фролов, С.С.Орел, А.Д.Ковалева, В,Т.Загребельный, С.P.Êóäàøåâè÷ и

Е,В,Юркова (56) Авторское свидетельство СССР № 1235944, кл. С 21 0 9/08, 1984.

Техническая инструкция ТИ 14-В2-86.

ТУ 14 — 3-815 — 79.

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности к изготовлению труб из хромистых нержавеющих сталей полуферритного класса для соединения труба — трубная доска теплообменного оборудования ТЭС, А3С.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ термообработки труб из стали 08Х14МФ, включающий нагрев до 770 С, выдержку в течение 3 ч и охлаждение н» воздухе.

Данный режим не обеспечивает получения необходимого уровня пластичности, предела текучести оо; 40 кГ/мм и отношения 0 о,2 / 0 В < 0,7, Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности изделий за счет повышейия плотности, Указанная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки холоднодеформированных изделий, преимущественно труб, включающему нагрев иэделия, выдержку при температуре

„„5iJ „„1749256 А1 (5I)5 С 21 D 1/78, 9/08 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование; производство труб из хромистых нержавеющих сталей полуферритового класса для теплообменного оборудования электростанций. Сущность изобретения: изделия нагревают до 850—

870 С, выдерживают при этой температуре в течение 3 — 7 мин, нагревают до 900 — 920 С, выдерживают 10 — 15 мин, охлаждают с печью до 680-700 С, выдерживают при этой температуре 1 5 — 2,0 ч и окончательно ох- . лаждают на воздухе, 4 табл.! Ф Ф (Л нагрева и охлаждение на воздухе, нагрев С ведут до 900-920 С, выдержку осуществляют в течение 10-15 мин, причем в процессе нагрева проводят изотермическую выдержку при 850 — 870 С в течение 3-7 мин, а охлаждение до 680-700 С ведут с печью и выдерживают йри данной температуре в течение 1,5 -2,0 ч.

llpin нагреве до 900-920 С происходит а- у превращение д-феррита стали

08Х14МФ, что приводит к дополнительному измельчению зерна и вследствие этого

"уход" карбидов с границ зерен. Нагрев до температур ниже 900 С не обеспечивает прохождение фазовой перекристаллизации, нагрев выше 920 С приводит к растворению карбидной фазы и росту зерна. При этом ухудшается пластичность, Выдержка менее 10 мин недостаточна для прохождения фазовой перекристаллизации, выдержка более 15 мин вызывает рост зерна.

1749256

Изотермическая выдержка при 850870 С обеспечивает прохождение рекристаллизации в структуре стали, Нагрев до температур ниже 850 С не обеспечивает прохождения полной рекристаллизации, нагрев до температуры выше 870 С может привести к переходу критической точки

Аг,з и наследованию аустенитом повышенной плотности дефектов (А< 1 = 820-830 С, Асэ = 890-900 С).

Темйература выдержки в нижнем интервале температур 680-700 С обусловлена расположением области ферритокарбидного распада, Выдержка при температуре ниже 680 и выше 700 С не обеспечивает протекания полного распада аустенита на ферритокарбидную смесь в указанное время 1,5 ч; что увеличивает продолжительность цикла термообработки.

8ыдержка в интервале ферритокарбидного распада должна быть не менее 1,5 ч, что обеспечивает""протекание g - а ripeвращения полностью. При охлаждении по сле выдержки продолжительностью менее

1,5.ч в структуре образуется мартенсит, необходимый комплекс механических свойств не достигается. Выдержка более 2 ч нецелесообразна с точки зрения экономии времени.

После обработки по предлагаемому способу металл труб имеет полностью рекристаллизованную структуру д-феррита с равномерно расположенными s феррите карбидами М2зС6. При этом достигается требуемый комплекс свойств сго,г = 26-35 кГ/мм, д = 35-40%, сго,т Лгв < 0 6

Предлагаемый способ реализован при изготовлении холоднодеформированных труб размерОм 16 х 2, 16 х 1,2, 14 х 1,2 мм иэ нержавеющей стали полеферритного класса 0,8Х14М Ф.

Трубы изготавливают с использовани ем механотермической обработки, которая включает операции прокатки, волочения и термообработки. Прокатку проводят следующим образом: исходную заготовку размером 74 х 7,5 мм прокатывают на размер 38 х 3,9 мм и термообрабатывэют, трубы размером 38 х 3,9 мм прокатывают на размер

19 х 2 мм и термообрабатывают, далее проводят волочение труб размером 19 х 2 мм на размер 16 х 2 мм и проводят термообработ5 ку.

Термообработку проводили B 7-зонной проходной роликовой печи с регулированием температур по зонам:

I зона 850-870 С, выдержка 3 —,7 мин;

10 II зона 900 — 920 С, выдержка 10 — 15 мин;

III — УН зоны 680 — 700 С, выдержка 1,5—

2,0 ч.

Механические свойства 15 пакетов труб, обработанных по предлагаемой техно15 логии, приведены в табл.1-4, предел текучести после термообработки составляет 26 — ЗЗ кГ/мм, По сравнению с базовым объектом предлагаемый способ термообработки по-.

20 зволяет повысить технологичность при изготовлении (раздаче, гибке, штамповке) холоднодеформированных труб и листа из нержавеющей стали полуферритного класса за счет повышения пластичности с 25-30

25 до 35-40% и снижения соотношения оо,2/св от 0;7-0,9до 0,5 — 0,6(результаты ис пытаний приведены в табл, 1-4).

Разработанный способ позволяет повы-. сить надежность работы оборудования ТЭС, 30 АЭС, что достигается за счет повышения плотности вальцсоединений труба — трубная доска, Формула изобретения

35 Способ термической обработки холод- . нодеформиросанных изделий, преимущест-. венно труб, включающий нагрев изделий; выдержку при температуре нагрева и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, 40 что, с целью повышения эксплуатационной надежности изделий за счет повышения плотности, нагрев ведут до 900-920 С, выдержку осуществляют в течение 10-15 мин, причем в процессе нагрева-проводят изо45 термическую выдержку при 850 — 870 C в течение 3-7 мин;"а охлаждение до 680 — 700 С ведут с печью и выдерживают при данной температуре в течение 1,5--2,0 ч, 50

1749256

Таблица1

Сравнительные механические свойства холоднодеформированных труб из стали 08Х14МФ, обработанные по режиму известного (отпуск 770 С, 3 ч ) и предлагаемого способов

Таблица2 а/ ..: Механические свойства холоднодеформированных труб и листа из стали

08Х14МФ; обработанных по известному способу (отпуск 770 С, 3 ч ), степень деформации 15 g.

1749256

ТаблицаЗ

МеханичЕские свойства холоднодеформированных труб из стали 08х14МФ, обработанных по предлагаемому способу (степень деформации 15 $) Таблица4

Количество труб, шт, Номер пакета

Оо 2, кГ/MM о и авки

27,0-28,0

27,0-28,0 после и авки

605

612

27,0-29,0

586

29,0-31,0

645

30,0 31;5

173607

30,0-29,0

33,0-35,0

708

28,5

29,0-30,0

744

35,0-40,0

39,5-39,5

33,0-33,0

29,0-38,5

26,0-26,5 .

135

32,0-32,5

25,5-27.0

36,5-38,0

32.0-33,0

102

835.Механические свойства холоднодеформированных труб из стали 08Х14МФ, обработанных в 7-зонной проходной печи попредлагаемому способу

Номер лавки

173607

153221

173686

173589

173686

173694

173604

*173694

174-67

173754

36.5-37,0

38,5-41,0

39,0-39,0

34,0-37,0

39,0-42,0

1749256

Продолжение табл.4

Составитель В.Жуков

Техред М.Моргентал

Редактор H.Ðîãóëè÷

Корректор И.Муска

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2565 . Тираж . ... Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открйтиям при ГКНТ СССР

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