Способ термической обработки малоуглеродистых нержавеющих сталей мартенситного класса

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к термической обработке нержавеющих смесей, работающих при криогенной температуре. Цель изобретения - повышение прочности при сохранении ударной вязкости. Способ включает закалку от температуры 950°С, двукратную закалку от 700°С, старение при 500°С 2 ч, закалку от 950°С после выдержки 1,0-1,5 мин/мм и отпуск при 250-270°С 2 ч. Использование способа позволяет повысить прочность и эксплуатационную стойкость деталей при криогенных температурах. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (SD 4 С 21 П 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1125265 (21) 4358985/31-02 (22) 04.01.88 (46) 23.10.89. Бюл.H- 39 (72) С,И.Красникова, Е,И,Олифиренко, Л,В.Калищук и А.В.Дробот (53) 621.785.79(088.8) (56) Винтайкин Е.З., Звигинцев H.Â., Колонцов В.Ю., Могутнов Б.M. Pасслоение в мартенсите сталей Х12Н10 и

Х13Н810. — Физика металлов и металловедение, 1970, т.30 вып. 6, с,12451249, Авторское свидетельство СССР

11 1125265, кл. С 21 D 1/78, 1982.

Изобретенл относится к машиностроению, в частности к термической обработке деталей из малоуглеродистых нержавеющих сталей мартенситного класса, работающих при криогенных температурах, и является усовершенствованием известного способа по авт. св. 11 - 1125265.

Целью изобретения является повышение прочности при сохранении ударной вязкости при криогенных температурах.

П р и и е р. Термообработку проводят на заготовках длиной 110 мм и диаметром 95 мм промышленного производства следующего химического состава, 7.: С 0 03; Cr 11,8; Ni 7 7; Мо

2,3; W 0,08; V 0.15; S 0,008; P 0,010.

2 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

11АЛОУГЛЕРОДИСТЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА (57) Изобретение относится к металлургии,. а именно к термической обработке нержавеющих смесей, работающих при криогенной температуре.

Цель изобретения — повышение прочности при сохранении ударной вязкости. Способ включает закалку от температуры 950 С, дискретную закалку от 700 С, старение при 500 С 2 ч, закалку от 950 С после выдержки

1,0-1,5 мин/мм и отпуск при 250-270 С

2 ч. Использование способа позволяет повысить прочность и эксплуатационную стойкость деталей при криогенных температурах. 1 табл.

Критические точки (по паспорту):

Ас 800 С; Ас, 620 С, Мн 120 С. ь

Скорость нагрева до температур закалки во всех случаях 10-12 град/мин.

Детали нагревают со скоростью 1030 С/мин до 950 С и закаливают, проо водят двукратную закалку от TOO С, о осуществляют старение при 500 С 2 ч (предварительная термообработка).

Далее проводят дополнительную термообработку по режиму: нагрев со скоро- а стью 10oC/ìè до 950 С, выдержка

l,0- 1,5 мин/мм (95-142 мин), закалка ) ) и отпуск при 250-270 С, выдержка 2 ч.

После предварительной термообработки крупногабаритных деталей из стали ОЗХ11Н8М2Ф вследствие значительной химической микронеоднлродности

1516497

Предел прочнодари ая яз кость, гм/см

2.

Дж/см 10 ри 196 С сти, 2 кг /мм

Ж1а 10

Предлагаемый способ обраэуется больше, чем обычно аустенита, Обработка создает особую форму кристаллов аустенита — в виде тонких 5 прослоек между пластинами мартенсита — повышенное против обычного количество аустенита приводит к снижению прочности ниже требуемой, при этом требуемая ударная вязкость при 196 С 10 обеспечивается устойчиво.

Предлагаемая дополнительная обработка с регламентированной скоростью нагрева, температурой нагрева Ас (100-150 С) и регламентированной дли- 15 тельностью выдержки приводит к определенному выравниванию химического сос.— тава между аустепитом и мартенситом.

Регламентация скорости нагрева направлена на сохранение особой морфологической формы образующихся кристаллов аустенита. Температура нагрева и длительность выдержки (не более указанных) приводит лишь к частичному выравниванию между разновременно возник- 25 шими кристаллами аустенита,это способствует сохранению достаточного количества устойчивого аустешп а, обеспечивающего ударную вязкость при криогенных температ рах 11рн окон IB Гель 30 ном низкотемпературном отпуске происходит определенное расслоение по хрому, эа счет чего также несколько упрочается матрица.

Режимы термообработки и данные механических свойств приведены в таблице. Также в таблице указаны свойства деталей поспе обработки по известному способу (нагрев до 950 С, эаРежим термообработки

1. a) нагрев 10 град/мин, з акалка от Ас 150 С (950 С) б) нагрев 12 град/мин, двухо кратная закалка от A 100 С (700 С) в) старение при АС1 120 С (500 С) (а, б, в — по известному способу) калка, двукратная закалка от 700 С о

1 старение при 500 С, выдержка 2 ч).

Анализ данных таблицы показывает, что обработка по режиму 3, составляющему дополнение, но без предварительной обработки по известному способу, не обеспечивает требуемой ударной вязкости при криогенных температурах.

Обработка крупногабаритных деталей только по известному способу (режим

10) обеспечивает высокую ударную вязкость, но прочность несколько ниже требуемой. Остальные режимы показывают необходимость комплексной регламентации температуры нагрева и выдержки при окончательной закалке и отпуске.

Предлагаемая дополнительная обработка с регламентированной температурой нагрева и выдержки при закалке и отпуске в сочетании с предварительной обработкой по предлагаемому способу обеспечивает требуемый комплекс свойств для крупногабаритных деталей и их применение по назначению.

Ф о р м у л а и э о б р е т е и и я

Способ термической обработки малоуглеродистых нержавеющих сталей мартенситного класса по авт.св.

Ф 1125265, отличающийся том, что, с целью повышения прочности при сохранении ударной вязкости при криогенных температурах для крупногабаритных деталей дополнительно проводят нагрев до температуры Ас (100-150) С, выдержку 1-1,5 мин/мм сечения, закалку, а также отпуск при

1 1 „(130-150.) С.

1516497

9,3

111,5

110,5 8,7

5,2

107,0

6,0

110,9

10,1

98,3

6,3

110,7

9,9

97,8 г) нагрев 10 град/мин до Ас>

150 С (950 С), выдержка

1 мин/мм сечения, закалка д) отпуск Ми 130 С (250 С), 2 ч

2. (а-в) — как в первом случае г) нагрев 10 град/мин до

Ас 100 С (900 С) выдержка 1,5 мин/мм сечения, закалка д) отпуск Mä 150 С (270 С), 2 ч

Режимы для обоснования:

3. Необходимости пр едв арит ел ьной обработки по известному способу, т.е. проведение обработки без режима по известному способу:, а) нагрев 10 град/мин до

А, 150 С (950 С), выдержка

1 мин/мм сечения, закалка б) отпуск Ми 130 С (250 С), 2 ч

4. Температуры окончательной закалки: (а-в как в первом случае) г) нагрев 10 град/мин до

Ас 180 С (980 С), выдержка

1 мин/мм сечения, закалка д) отпуск Ми 130 С (250 С), 2 ч

5. Температуры окончательной з акалки: (а-в) — как в первом случае

r) нагрев 10 град/мин до

Ас 50 С (850 С), выдержка сЗ

1 мин/мм сечения, закалка д) отпуск Ми 130 С (250 С), 2 ч

6. Длительности выдержки: (а-в) — как в первом случае г) нагрев 10 град/мин до

Añ 120 С (920 С), выдержка 2 мин/мм сечения, закалка ,д) отпуск M 130 С (250 С), 2 ч

7. Длительности выдержки: (а-в) — как в первом случае г) нагрев 10 град/мин до

Ас, 120 С (920 С), выдержка

0,5 мин/мм сечения, закалка

Продолжение таблицы

1 5I 6497

Продолжение таблицы д) отпуск М„130 С (250 С), 2 ч

8. Температура отпуска: (а-г) — как в первом случае, д) отпуск М 200 С (320 С), 2 ч

9. Температуры отпуска: (а-г) — как в первом случае

g) отпуск при температуре

Мн (120 С) 112,7

7,0

7,3

99,5

Известный способ

I0.а) закалка от А . !50 С (950 С) б) двукратная закалка от

Ас 100 С (700 С) о в) старение при Ас, 20 С (500 С), 2 ч

Требуемые свойства

13,7

7,0

92,5

100

Составитель В.Русаненко

Техред Л.Олийньгк Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор Н.Рогулич

Заказ 6351/25

Тираж 530

Подписное

ВН1111П11 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

11ронзнодственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101