Способ термической обработки жаропрочного и жаростойкого сплава х65нвфт

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке заготовок из сплава Х65НВФТ на основе хрома. Для повышения жаростойкости сплава заготовку из сплава Х65НВФТ подвергают закалке путем нагрева до температуры 1270±10°C с выдержкой при этой температуре в течение 20 мин и охлаждают в масло. Указанная термическая обработка обеспечивает получение крупнозернистой однофазной структуры. 1 табл., 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к технологии термической обработки, а именно к термической обработке заготовок из сплава Х65НВФТ на основе хрома (состав, мас.%: Cr - основа; Ni - 32; Ti - 0,5; V - 0,25; W - 1,5; примеси, н/б: О - 0,08; N - 0,04 Si - 0,1; Al - 0,06; Fe - 0,5). Сплав на основе хрома является уникальным, т.к. обладает сочетанием жаропрочности и жаростойкости. Это объясняется тем, что хром - единственный тугоплавкий металл, обладающий жаростойкостью. При взаимодействии хрома с окислительной средой образуются плотные оксиды хрома - Cr2O3. Эти оксиды образуют сильную адгезионную связь с металлом-основой, для них характерна малая дефектность кристаллической решетки.

Сплавы на основе хрома устойчивы также против газовой коррозии в продуктах сгорания топлива, содержащего серу.

Из уровня техники известен способ термической обработки изделий из жаропрочного сплава на основе никеля и хрома, заключающийся в отжиге сплава (RU 2285059C1, 10.10.2006).

В качестве наиболее близкого аналога выбран способ термической обработки прутков из сплава Х65НВФТ, включающий нагрев и изотермическую выдержку (ТУ1850-540-56897835-2012 «Прутки прессованные из сплава Х65НВФТ). Термическая обработка в данном способе выполнена в виде отжига, после такой обработки структура сплава двухфазная - твердые растворы никеля в хроме с объемно-центрированной кубической решеткой (ОЦК) и хрома в никеле с гранецентрированной кубической решеткой (ГЦК). Таким образом, не обеспечивается получение однофазной структуры, а также крупного зерна с малой протяженностью границ, т.е. факторов, определяющих высокую жаростойкость.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что способ термической обработки заготовок из сплава Х65НВФТ включает нагрев заготовок, изотермическую выдержку и охлаждение, при этом нагрев осуществляют до температуры однофазной области в интервале 1250-1320°С, а охлаждение проводят со скоростью, обеспечивающей получение однофазной структуры (твердый раствор никеля в хроме с объемно-центрированной кубической решеткой (ОЦК)).

В соответствии с диаграммой состояния «Ni-Cr» и результатами рентгенофазового анализа нагрев до температуры 1250°С обеспечивает получение однофазной структуры - твердого раствора никеля в хроме с ОЦК решеткой. При нагреве выше 1320°С возможно оплавление сплава (нагрев выше линии солидус), что приводит к неисправимому браку. Охлаждение следует выполнять со скоростью, обеспечивающей сохранение однофазной структуры. Таким образом, выполняется закалка, при которой скорость охлаждения определяется сечением образцов - в масло или воду.

Пример.

Заготовку-образец диаметром 18 мм и высотой 20 мм из сплава Х65НВФТ подвергали закалке путем нагрева до температуры 1270±10°C с выдержкой при этой температуре в течение 20 мин и охлаждали в масло.

В результате закалки была получена однофазная, крупнозернистая структура: твердый раствор никеля в хроме с объемно-центрированной кубической решеткой (ОЦК) (фиг.1).

Испытание на определение жаростойкости проводили в соответствии с ГОСТ 6130-71 весовым методом. Закаленные образцы нагревали в печи электросопротивления в окислительной атмосфере до 1100°С и выдерживали при этой температуре 10 часов после прогрева. Образцы предварительно шлифовали с обеспечением шероховатости их поверхностей, равной Ra 0,8-1,6 мкм, и взвешивали на аналитических весах Vibra HTR-80CE с абсолютной погрешностью ±0,1 мг, затем образцы помещали в тигель так, чтобы вся поверхность образца подвергалась воздействию окислительной атмосферы в процессе нагрева и выдержки в печи. После выдержки при 1100°С образцы охлаждали до 500… 600°C с печью, а затем на воздухе.

После полного охлаждения образцы и «чешуйки» окалины, если таковые имелись, взвешивали еще раз.

В таблице 1 представлены результаты определения удельного прироста массы аналога и изобретения.

Таблица 1
Образец Термообработка Площадь образца, см2 Удельный прирост массы, мг/см2
аналог Отжиг 900°С, 16 час 11,1 0,99
заявленный Закалка: 1270±10°С, масло 11,1 0,81

Заявленный способ обеспечил повышение жаростойкости, что подтверждено уменьшением удельного прироста массы примерно на 20%.

Способ термической обработки заготовок из сплава Х65НВФТ, отличающийся тем, что осуществляют нагрев заготовки до температуры 1250-1320°С, изотермическую выдержку при этой температуре с получением однофазной структуры твердого раствора никеля в хроме с объемно-центрированной кубической решеткой, а затем - охлаждение со скоростью, обеспечивающей сохранение полученной однофазной структуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области термической обработки. Техническим результатом изобретения является снижение твердости и стабилизация ее значений упрочненных заготовок из сплава Х65НВФТ.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу обработки термоэлектродных сплавов, и может быть использовано в приборостроении для изготовления высокостабильных термопар, предназначенных для измерения температуры в окислительных средах до 1250°С длительно (более 100 ч) и 1350°С кратковременно (менее 1 ч) в промышленных печах, нагревательных устройствах, энергосиловом оборудовании и т.д.

Изобретение относится к области термической обработки. Техническим результатом изобретения является снижение твердости и стабилизация ее значений упрочненных заготовок из сплава Х65НВФТ.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шестерен, крестовин, втулок, зубчатых колес и т.д., в том числе работающих при температуре до 500°C и испытывающих при эксплуатации динамические нагрузки и износ.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству стального круглого, калиброванного, сортового проката в прутках диаметром от 32 до 55 мм, используемого для изготовления штоков амортизаторов.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству горячекатаного сортового проката в прутках диаметром 210 мм, который может быть использован в нефтедобыче для получения изделий, работающих с высокими механическими нагрузками.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству горячекатаного сортового проката в прутках диаметром 210 мм, который может быть использован для получения изделий, работающих с высокими механическими нагрузками в нефтедобыче.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве жаропрочных сталей для нужд энергетики и создания оборудования, работающего в условиях сверхкритических параметров пара.
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству трубной заготовки диаметром от 90 до 110 мм. .

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, применяемых для изготовления ответственных деталей машин.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению тонких литых полос. .

Изобретение относится к области термической обработки. Техническим результатом изобретения является снижение твердости и стабилизация ее значений упрочненных заготовок из сплава Х65НВФТ.
Сплав // 2423542
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления деталей песчаных насосов, мельниц. .
Сплав // 2423541
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления деталей песчаных насосов, мельниц. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления прокатных валков, деталей мельниц. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе хрома. .
Наверх