Способ обработки перфорированных оболочек из аустенитной нержавеющей стали

 

О П И С А Н И Е („)9 8()84

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ / (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено18.03.81 (21) 3261677/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

С 21 D 8/00

С 21 D 6/00, Гееударствевлмй кемитет

СССР (53) УДК 621.785..79 (088.8) Опубликовано 23.10.82. Бюллетень № 39

llo делам лзевретенкй и аткрытий

Дата опубликования описания 28.10.82! г

М. Х. Фрейд, А. В. Леонова и Ю. М. Але сидров I.

1 (Ивановский ордена Трудового Красного ыаменй " химико-технологический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПЕРФОРИРОВАННЫХ ОБОЛОЧЕК

ИЗ АУСТЕНИТНОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано при изготовлении перфорированных элементов конструкций, работающих в агрессивных средах под напряжением. 5

При холодной штамповке отверстий в стали с нестабильным аустенитом (например

12Х18Н10Т) по контуру отверстий образуется квазимартенсит деформации, который по своему объему превышает объем исходной аустенитной матрицы, в результате чего возникают растягивающие напряжения. Кроме того, высок уровень остаточных растягивающих напряжений — около отверстий

20 кгс/мм2. Все вместе, даже при небольших внешних нагрузках, приводит перфорированные оболочки к преждевременному выходу из строя из-за коррозионного растрескивания (КР).

Известен способ снятия остаточных напряжений в аустенитных сталях с метастабильным аустенитом, заключающийся в закалке в воду с температур 1050 — 1100 С (1).

Однако в результате резкого охлаждения остаточные напряжения в перфорированных оболочках снимаются неполностью.

Известен также способ снятия остаточных напряжений в сварных изделиях, заключающийся в том, что после закалки с

1050 — 1100 C изделия дополнительно подвергают отжигу в интервале температур 870—

900 С продолжительностью 2 — 3 ч и охлаждают до 300 С со скоростью 80 — 100 С/ч, а дальше охлаждают на воздухе. Указанный способ дает достаточно полное снятие остаточных напряжений в перфорированных оболочках (2).

Однако их стойкость против коррозионного растрескивания при работе под нагрузкой недостаточна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки, заключающийся в том, что изделия подвергают . стабилизирующему отжигу при 870 — 900 С в течение 2 — 3 ч, затем проводят холодное поверхностное деформирование под пленкой минерального масла на глубину 0,4 — 0,5 мм с последующим снятием деформированного слоя на глубину

0,1 — 0,15 мм. Этот способ обеспечивает достаточно полное .снятие остаточных растягивающих напряжений и создание остаточных сжимающих напряжений на поверхнос968084

Отжиг при

550-600 С за 10 ч + холодное деформирование предлагаемым способом

Обработка при растягивающем напряжении, б кгс/мм

Отжиг при

870-900 оС за 2 ч + холодное деформирование из вест ным способом

Обработка . предла гаемым способом

Без обработки

6,9

2,1

7,2

17,3

8,4

8,9

3,2

20,5

12,8

13,4

5,0

29,5 ти оболочек, в результате чего их стойкость проТив КР возрастает в 2,6 — 3,5 раза 13).

Однако достигнутый уровень стойкости против коррозионного растрескивания остается недостаточным.

Цель изобтения — повышение стойкости перфорированных оболочек против коррозионного растрескивания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки перфорированных оболочек из аустенитной нержавеющей стали, включающему отжиг при 870 — 900 С

2 — 3 ч и холодное деформирование поверхности под пленкой минерального масла, после холодной деформации дополнительно проводят отжиг при 550 — 600 С 8 — 10 ч и холодное деформирование поверхности. 15

Отжиг при 870 — 900 С и холодное деформирование поверхности, т. е. первый цикл обработки обеспечивает полное снятие остаточных растягивающих напряжений и создание деформированного слоя на большую глубину.

Дополнительный отжиг и холодное деформирование поверхности, т. е. второй цикл вызывает изменение субструктуры деформи- 25 рованного слоя металла, плотность дислокации повышается и дисклокации при этом располагаются в полигональных заблокированных стенках с размерами ячеек 1 — 3 мкм, по полосам скольжения и дислокациям выпадают мелкодисперсные карбиды хрома, препятствующие дальнейшему перемещению дислокаций и закрепляющие полученную полигональную субструктуру. В результате предварительной холодной деформации аустенитная матрица становится менее стабильной и из нее выделяются в большем количестРезультаты испытаний показывают, что комбинированная термомеханическая обработка поверхностного слоя перфорированных оболочек, проведенная по предлагаемому режиму, обеспечивает повышение стойкости ве мелкодисперсные вторичные карбидные фазы, закрепляющие полигональную субструктуру. Отсутствие остаточных растягивающих напряжений к создание значительных остаточных напряжений сжатия, получаемых при заключительной холодной поверхностной деформации, и создание полигональной субструктуры препятствуют образованию и распространению тра нскристаллитных трещин и тем сильнее, чем больше глубина упрочненного слоя.

Пример. Проводят обработку холодноштампованных перфорированных оболочек толщиной 5 мм из стали 12Х18Н10Т состава, о/о.. С 0,1; Cr 173; Ni 10 1; Ti 0,63, железо — остальное. После штамповки отверстий оболочки нагревают в электропечи до 900 С и выдерживают в течение 2 ч, охлаждают на воздухе и обкатывают роликами под пленкой масла МР-4 на токарном станке с помощью специального приспособления.

Толщина деформированного слоя составляет 0,43 — 0,50 мм. После этого оболочки снова нагревают в электропечи до 600 С и выдерживают в течение 10 ч. Охлаждают на воздухе и снова обкатывают роликами под пленкой минерального масла. Глубина деформированного слоя достигает 0,57—

0,60 мм. Испытания на КР проводят в кипящем 42 /о-ном растворе MgC12 с наложением аноднополяризующего тока плотностью

0,57 мА/см . Растягивающие напряжения величиной 15 — 25 кгс/мм задают изгибом образцов в специальном приспособлении. Стойкость против КР оценивают временем до появленйя трещин. Для получения сравнительных данных параллельно проводят испытания перфорированных оболочек, обработанных по известным методам. Результаты испытаний яредставлены в таблице. против КР в 5,9 — 8,2 раза по сравнению с оболочками без обработки и в 2,2 — 2,4 раза по сравнению с обработкой по известным режимам. Кроме того, использование предлагаемого способа обработки перфорироваи968084

Формула изобретения

Составитель И. Липгарт

Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор А. Гриценко

Заказ 7261 40 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных оболочек обеспечивает по сравнению с известными увеличение надежности работы оборудования, увеличение межремонтного пробега оборудования и экономию дефицитной стали.

Использование способа обработки перфорированных ободочек позволит получить экономический эффект порядка 320 тыс. руб. в год.

Способ обработки перфорированных оболочек из аустенитной нержавеющей стали, включающей отжиг при 870 — 900 С 2 — 3 ч и холодное деформирование поверхности под пленкой минерального масла, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости против коррозион ного растрескивания, после холодной деформации дополнительно проводят отжиг при 550 — 600 С 8 — 10 ч и холодное деформирование поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Герасимов В. В., Герасимова В. В. о Коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей. М., «Металлургия», 1976, с. 161.

2. Авторское свидетельство .СССР № 205862, кл. С 21 D 1/78, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР

15 № 840161, кл. С 21 D 9/50, 1979.