Способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного и аустенитно-мартенситного классов

 

Н. П. Петровичев, Н.М. Вознесенская, С.И.Би .. ХрдаШ

С.,Л.Натапов, Н.И.Кузина и Ю.Ф.Оржехо кий;.-: (72) Автори взобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ

СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО И АУСТЕНИТНО-

МАРТЕНСИТНОГО КЛАССОВ

Изобретение относится к термообработке нержавеюц!их сталей мартенситного и аустенитно-мартенситного классов, например 06Х14Н6Д2МБТ-В (ЭП817-9), 1Х15Н4АМЗ-Ш (ЭП310-lJ), Х15Н5МВФБ (ВНС-16-В) и др.

Известен способ термической об» работки нержавеющих сталей мартенситного и аустенитно-мартенситного классов, включающий предварительный нагрев до температуры карбидообраэования, для удаления диф- фуэионноподвижного (атомарного) водорода, закалку и старение (1).

Недостатком его является невозможность использования для обезво.дороживания стали непосредственно в процессе упрочняющей термообра- . ботки.

Обезводороживающие нагревы, осуществляемые при температуре на 4080оС нице температуры обратного превращения мартенсита в аустенит (520оС ) с длительными выдержками, 2 необходимыми для эФфективного удаления атомарного водорода, приводят к и нтен си вному пере стари ванию и разупрочнению закаленной стали.

Обезводороживающие нагревы при более низкой температуре (400 Сф, не вызывающие раэупрочнения металла и соответствующие режимам упррчняющего старения, сопровождаютсл значительным снижением ударной вязкости полностью термообработанной стали.

Цель изобретения " повыаение пластичности за счет удаления атомарного водорода в процессе термообработки, повышение механических свойств и сопротивление стали Воде" родному охрупчиванию.

Эта цель достигается способом, го включающим предварительный нагрев до температуры карбидообразования, закалку и старение, перед старением, проводят обеэводороживаащий нагрев в течение 10-70 ч при температуре

f45200

3 на 50-130 С ниже, а старение на

20-60 С выше температуры старения стали на максимальную прочность с выдержками, в 10-20 раз превышающими после нагрева время достижения максимального упрочнения при этих температурах.

При этом стали, содержащие пос.ле закалки более 20"253 остаточного аустенита, подвергают обработке холодом при -700C в течение

1-2 ч или при -50оС в течение 24 ч.

Сталь после закалки подвергают низкотемпературному старению при температуре на 100-150 С ниже температуры старения стали на максимальную прочность с выдержками 2-5 ч.

Обезводороживающий нагрев осу. ществляют в процессе нагрева деталей под старение.

Пример выполнения способа для стали 06Х1486Д2ИБТ.-Ш ЭП817-01.: нагрев 850-660оC с выдержками 3-6 ч, охлаждение на воздухе; закалка при

1000оС, охлаждение в масле.; обработ ка хо Мдом при -70оС в течение 2 ч; предварительное низкотемпературное старение при 350вС в течение 2-3 ч; иеханическая обработка до минималь-.. ных сечений; обезводороживающий на грев при 400оС с выдержками при толщине: до 20 мм 10 ч, 21-30 мм 20 ч, 31-40 мм 35.ч, 41-50 мм 50 ч, 5160 мм 70 ч, старение 515 (520)оС с

4 выдержками после прогрева в течение

1-1,5 ч.

После указанной термообработки сталь содержит не более 0,5 смЗ/100 г металла диффузионно-подвижного водорода и при уровне прочности 6g =

135 10 кгс/мм обеспечивает высокие значения характеристик пластичности, вязкости и сопротивления

10 стали водородному охрупчиванию.

Применение предлагаемого способа позволяет расширить возможность применения эффективной обезводороживающей обработки применительно к сталям мартенситного класса. Обеспечить более высокую технологичность и эффективность обезводороживания при совмещении с процессом упрочняющей термообработки, Дополнительно повысить эксплуатационную надежность конструкций за счет одновременного повышения сопротивления термоупрочненной стали водородному охрупчиванию, например при случайном сохрад нении в стали полностью неудаленного при обезводороживании или вновь попадающего при изготовлении деталей атомарного водорода.

Примеры влияния режима обезводороживания и упрочняющей термообработки стали ЭП- 817-0 на содержание диффузионно-подвижного водорода, механические свойства и склонность к замещенному разрушению в терно35 упрочненном состоянии представлены в таблице.

945200

V

О м

О

1

1 О ф м

1

4)

И .IL а х

I л

С«1

I м о3 л V

«X N

X о х

И л сО

ССЪ л

СО л м

Ф

CI

СС\ л

CI л

LA л

-Ф

Я)

О л О

C) л

Слл О

О л

СЧ О

О

LCL

О л .0O

О л

О

° 1

LA

О л

CA

< С

I.

О л

О л

00 м д

CFl

СМ

С4 ,л

X !

О о

;р I

Y. I

О л I

О л g

=г

«О

Ig

a «D !

О «D оЭ

a v

LA

° СС ) л

1 О

О V>

ССЪ

СО л

I IA л м

М л

gO л

«D

CD л

Сл

О О

LA л

О 4

1

1

I

" =Ф

? х с 1о э

О О ъО ъО

64 СМ

СС\ !.Г\

«4 СЧ

CV

ССЪ

СЧ

С4

LA

CV

«ф

CV

-Ф

Э а. «у е э и *О

1

I

I

1

О

Слл

О

О

Сл

О

-0

О

CD

О м сч

О О

«М СЧ

LA EA

s а э е о

З Х

Ц Il э с а э

С: . 1Э

Z

Э

a:Г е

I- С.)

vo м

О

М\ м

I 1 м

1 1о о е а

IO

I Ю

X о

СХ о с о хо

СЧ

О фл«

1 1

1 Э о . z

СХ Z

О Ig

lg Ю

«o z

Э %

I о о о с

О С-1 I

8 а о

«O cX э о а

Э

s а

А?ОС

Z X

Э Е

И N

N О а 1

IO Х (g л а о„

S !! О.

Э

s ? х о

Х CO

zе

Э С3о s

o «X

Y

1о

1О

X а

1X

%

1 1 1хо? х !ХЭ

gI О =т о

С? Ш сое

С

oop

1 I о

СХ. о

1 Я

1 Э

1 LO

1

ifg е

S л У

36 Э о su

a ?o

1

1

1.

I

1

1 о о

СЕ

К С!!

5 е т Э е !О

gI O

) о

Х еое а со

s э

Э Cg

tg z «o

az z! вm 3а

1О aвХ? эел

I е е И к э е лх с0 аах

1 1 аСЭЭа

z 0 е!

О !g a э IL оасxz

l Э IO CO Q C ваах

X схол

Эа э 8 с е V

1 О д ес о 945200 I а ах

1 е

1 ! IO

Ъь и

CO 49

Э

9 C

>з З аz

CO CO

1 Ot аале сЧ л О

LA л

LA л. 0

1 .. СО л

4А сЧ л Р

I.Щ л

ЦЪ

М сО.!

С7 л Ю О

%

l»

1

1 !

I о

C и

CO

I

1 !

I !

LJ о

C)

Ct

СЪ

Ig

Y . C» е х

tO . 6) lA

Ю ъФ м

: ...Ю

CtO

СЧ л

ЧЪ м! л ф4

X л

<ь и

Ф»

I !

» »

l5

ЭФ

Ю CO .

-ю.. л

4Ч

) Ю

° ф

60 л

О4 (Ю о

1Ч

t

I

I 1

1 !

ФР л I

ФЧ

» ю

ev

1

I це

1 а

Ю л ъ

СЪ

Ю м л т,»

Ю Ю м ! !

Я ! Зо!

Р I

СР I

«Ф 1

Э ф

eЬ

М

1»

СЧ I

tA 1!

Ч

LA

° »

I !

t I

t

1 м

Ю м м

Ю

LA м

»

LA I

I ! ! !

I

4Ч I

C! I л

1 1

1Ч о !

»

I сЧ л

СЧ

Ct л

l!

I.

1

I

1

I !

1

I !

I

1

I

I !

I а

X

С=

X ИЗ!

С ф 1. 9 Эа 4". 1

1 ! ф, - .з

1 t

1 I I Ю

Е а II 1

Е ХОа а

t ceo о ы с(е

ti: !О!!

I! 1Ч! . 4ь (. ф*.IA

1 л

%О

t .Ct. л

C? л! .ФО

lh! л»

IA л. 1 ОЪ

Р4

) l

1 ж сФ Ъ

1О аале

eL3»

Э Ю Q X

Ict aax

1 Ot I

ox ax

az It!ax о е i wx а CO .ЬСО X Э Ф эМ!1ае

Ц, ) Я X g I»

1 Э i Й о а е

egX tO COOT в !"

1

1 I

I

1, I

I

° .

l и 1

° ь м

1 I а л

CV I

I

1

I I

I!

1

1! I

1

t

I

C3 I сО I!

° л о х и а о ф 63

° Ь

Р

З

Ctt O

Э I

=т м

Я л сэ- о уи

ЭО и %а

m аal о со

Э lA

CO X Ct0 а э,а

1Р О л о а C-. IO

tO Ctt т т О.

co a

Щ Э Э

ag to*a сК Э Э

3f X ао> асз а

I Ю и сС

945200

Температура максимального упрочнения при старении 1 ч, С 480 ю

Температурнйй интервал обез водорожи вающе со на.грева, оС

Температурный интервал. старения, оС

Время достижения макси". мального упрочнения при старении температура, оС

350-430

500-540

11-13

4-6

1-2 время, мин время выдержки при старении после прогрева, мин 72)-240

50" 100 .15-30

Формула изобретения

Составитель А. Шлямнев

Редактор Н. Рогулич Техред W. Кастелевич Корректор А. Гр ц о

Заказ 5262/35 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю °

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4,9

Режимы обезводороживания и старения по предлагаемому способу для стали марки;,ЭП817:

1. Способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного . и аустенитно-мартвнситного классов, . включающий предварительный нагрев до температуры карбидообразования, закалку и старение,.о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыиения пластичности за счет удаления атомарного водорода в процессе термообработки, повыаения механических свойств и сопротивления стали водородному охрупчиванию, перед старением проводят обезводороживающий ,нагрев в течение 10-70 ч при температуре на 50-130оС ниже, а старение - на 20-.60оС выюе температуры О старения стали на максимальную прочность с выдержками, в 10-20 раз превышающими после нагрева время достижения максимального упрочнения при этих температурах. !

5 2. Способ по п..1, о т л и ч а юшийся тем, что стали, содержащие после закалки более 20-254 остаточного аустенита, подвергают обработке холодом при -70 С 1-2 ч или

26 при -50оС 2-4 ч..

3. Способпопп. 1 и 2, отличающий и с я тем, что сталь после закалки подвергают низкотемпературному старению при температуре

23 íà 100-150оС ниже температуры старения стали на максимальную прочность с . выдержками 2-5 ч.

4. Способ no и. 1, о т л и ч а юшийся теы, что обезводораживаю3Q щий нагрев осуществляют в процессе нагрева деталей под старение.

Источники инФормации, принятые во внимание..при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 4И138, кл. С 21 0 1/78, 1971 °

2. Иорозов А.Н. Водород и азот в стали. И., Иеталлургиздат, 1968;