Способ обработки сварных изделийиз аустенитных коррозионностойкихсталей
О0 ИСАН ИЕ
ИЗЬБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советснин
Социалистичеснил
Реслублии
С 21 D 1/78 С 21 D 6/00 Гееударстеенный кемнтет (53) УДК 621.785..79 (088.8) Опубликовано 30.05.81 Бюллетень №20 Дата опубликования описания 06.06.81 по делам изобретений н еткрытий (72) Авторы изобретения O ! М. Х. Фрейд, А. В.,Леонова, Н. Д. Коротенко ) Ивановский химико-технологический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АУСТЕНИТНЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано при термической обработке аппаратуры из аустенитных коррозионностойких сталей с метастабильным аустенитом, работающей под напряжением в а гресси вн ы х средах. В современном машиностроении для изготовления химаппаратуры, работающей в агрессивных средах, используются аустенитные коррозионностойкие стали. При их изготовлении методом вальцовки и сварки в >О изделиях возникают „.остаточные растягивающие напряжения, общий уровень растягивающих напряжений увеличивается избыточным давлением внутри аппарата. При эксплуатации подобные аппараты подвержены коррозионному растрескиванию (КР) . Известны способы снятия остаточных напряжений в изделиях из аустенитной стали, заключающиеся в закалке в воду с температур 1050 — 1100 С. Однако при закалке деталей сложной геометрической формы в 20 результате резкого охлаждения остаточные напряжения снимаются не полностью и неравномерно по всей обрабатываемой поверхности. Известен способ обработки перфорированных изделий из аустенитных коррозионностойких сталей холодом в жидком азоте (1). Однако для сварных изделий эта обработка не дает существенного увеличения стойкости против КР. Известен способ термической обработки сварных изделий из аустенитной стали 12Х18Н10Т, заключающийся в том, что после закалки с 1050 †11 C изделия дополнительно подвергаются отжигу в интервале температур 870 — 900 С продолжительностью 2 3 ч, охлаждению до 300 С с регламентированной скоростью 80 — 100 град/ч и дальнейшим охлаждением на воздухе (21. Существующий способ обеспечивает достаточно полное снятие остаточных напряжений, но достигаемый уровень сопротивляемости КР остается недостаточно высоким. Кроме того, после такого отжига требуется дополнительная затрата труда на удаление окалины, образующейся в процессе отжига. Цель изобретения — увеличение стойкости против коррозионного растрескивания с получением светлой поверхности. 8341 бработка о предпааемому ежиму Изгибающие ез о нагрузки, ботк кгс/мм 3,2 2,5 6,0 2,05 4,35 6,25 3,90 7,4 331 10,5 4,75 5,5 Из экспериментальных результатов сле- отличающийся тем, что, с целью увеличения дует, что предлагаемый способ увеличения стойкости против коррозионного растрескистойкости против КР весьма эффективен. вания с получением светлой поверхности, 40 Предлагаемый способ обработки свар- выдержку и охлаждение при отжиге провоной химаппаратуры по сравнению с извест- . дят в атмосфере газообразного азота, а посным обеспечивает повышение стойкости к ле охлаждения изделия обрабатывают холоКР в 1 6 — 1,7 раза; позволяет получать свет- дом в жидком азоте в течение 20 — 30 мин. лую, неокисленную поверхность, а также 45 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, увеличивает межремонтный цикл оборудо- что охлаждение до 300 С ведут со скоросвания. тью 120 — 130 град/ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Формула изобретения 1. Герасимов В. В. Коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей. 1. Способ обработки сварных изделий из М., «Металлургия», 1976, с.,161. аустенитных коррозионностойких сталей, 2. Авторское свидетельство СССР включающий закалку, отжиг при 870 — 900 С № 205862, кл. С 21 D 1/10, 1965. Составитель А. Денисова Редактор М. Ткач Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши Заказ 4010/49 Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Поставленная цель достигается тем, что выдержку и охлаждение при отжиге проводят в атмосфере газообразного азота, а после охлаждения изделия обрабатывают холодом в жидком азоте в течение 20 — 30 мин. При этом охлаждение до 300 С ведут со скоростью 120 — 130 град/ч. Отжиг при 900 С в азотсодержащей среде, кроме полного снятия остаточных растягивающих напряжений, способствует образованию на поверхности изделий диффузионного слоя толщиной 10 — 15 мкм, состоящего из нйтридов железа и хрома и вызывающего остаточные сжимающие напряжения порядка !Π— 12 кгс/мм . Кроме того, отжиг в среде азота препятствует образованию окалины. Дальнейшая обработка холодом способствует прямому 31 — )Ф превращению с образованием до 10 — 15% мартенситной фазы. Будучи анодной по отношению к аустенитной основе, мартенситная фаза электрохимически защищает сталь от КР. 20 Создание высоких остаточных напряжений сжатия в приповерхностных слоях в сочетании с эффектом анодной электрохимической защиты позволяет повысить стойкость против KP в 2,5 — 3 раза по сравне56 нию с известным способом обработки сварных изделий. Пример. Проводится термическая обработка сварных образцов из стали 12Х18Н10Т (С О 09% % 10 37%; Сг 17 86% Ti 0,68%. Образцы отжигают в печи в среде технического азота при 900 С 2 ч и охлаждают до 300 С с регламентированной скоростью 150 град/ч. Дальнейшее охлаждение осуществляют на воздухе. После этого образцы обрабатывают жидким азотом при 196 С 20 мин. Образцы-свидетели изготавливают из стали той же плавки, сваривают по тем же самым режимам и подвергают обработке по известным методам. В одном случае воспроизводится известный режим отжига, в другом случае сварные образцы подвергают обработке холодом в жидком азоте в течение 20 мин. Испытания на КР проводятся ускоренным методом в 42%-ном кипящем растворе МдС1л при изгиба1ощих нагрузках с наложением тока анодной поляризации плотностью 0,57 мА/см2. Результаты испытаний представлены в таблице, где время до растрескивания в часах дано в зависимости от приложенных напряжений.
