Способ термической обработки малоуглеродистых нержавеющих сталей мартенситного класса

Способ термической обработки малоуглеродистых нержавеющих сталей мартенситного класса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА,включающий нагрев со скоростью 10-30 С/мин до температуры ACj+150-220 с, предварительную и многократную окончательную закалку и старение-, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости при криогенных температурах с сохранением прочности , окончательную закалку проводят от температуры ACj -100-130 С, а старение при температуре Ас,-140110°С .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЮЮЛИСЛ

PECfMiËÈК ае а) . (д) С 21 D 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTIO

1 ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . н свтолсномт свнввтвовствт с

Л (21) 3618906/22-02 (22) 11.07.83 (46) 23.11.84. Бюл. У 43 (72) С.И Красникова, А.В.Дробот, Т.А.Манько, И.К.Успенская, Н.Ф.Маврушина, В.С.Никитченко, Л.И.Анпилогова и С.И.Стрельцова (53) 621.782.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 276123, кл. С 21 D 1/00, 1970.

2. Авторское .свидетельство СССР

В 538037, кл. С 21 D 1/78, 1977. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ НЕРЖАВЕКЩИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий о нагрев со скоростью 10-30 С/мин до температуры Ас, +150-220 С, предварио тельную и многократную окончательную закалку и старение; о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения ударной вязкости при криогенных температурах с сохранением прочности, окончательную закалку проводят от температуры AC -100-130 С, а старение при температуре Ас,-140110 С.

1 112

Ъзобретеиие относится к термической обработке и может быть использовано.при термической обработке деталей иэ малоуглеродистых нержавеющих сталей мартенситного. класса, работаю- 5 щих при криогенных температурах, Для обеспечения удовлетворительной ударной вязкости нри криогенных температурах структура малоуглеродистых нержавеющих сталей мартен-„ 10 ситного класса должна быть предварительно подготовлена, т.е. должна характеризоваться мелкозернистостью и отсутствием вьделений по границам зерен. 15

Известен способ, при котором для измельчения зерна используют термоциклирование - многократную за.калку от температуры 920-1000 С j1)

О

Однако режим в данном случае не 20 учитывает скоростных параметров обработки, поэтому его нспаЛьзованиЕ не обеспечивает требуемого измельчения зерна, стабильности свойств и требуемого сочетания прочности 23 .и ударной вязкости.

Наиболее близким к предлагаемому по. технической сущности является. способ термической обработки, который предусматривает нагрев со ско- Ç0 ростью 10-30 град/мин и многократную закалку от 980-1000 С, а также о старение 321 .

Однако после обработки но данному о способу ударная вязкость при 196 С 3 неудовлетворительная.

Цель изобретения - повышение ударной вязкости при криогенных тем« пературах с сохранением прочности.

Указанная -тель достигается тем, 40 что согласно способу термической обработки, включающему нагрев со скоростью 10-30 град/мин до температуры

Ac +150-220 С, предварительную и многократную окончательную закалку и 4$ старение окончательную .закалку проУ о водят от температуры Ас -100-130 С, а старение — при температуре АС— о

f . 140-110 С.

Предварительная закалка с регла ..S0 ментированной скоростью нагрева обеспечивает устранение вьделений по границам зерен, а также однородную и мелкозернистую структуру.

В процессе нагрева со скоростью

10-30 град/мин и вьдержки при температуре окончательной закалки (Ас -100-130 С) происходит частичное

5265 2

М превращение и интенсивное пере=

Распределение легирующих и об-, Разующих элементов между образующимся аустенитом и сохраняющейся a(,— фазой, причем такое перераспределение вследствие регламентированной скорости нагрева н определенной длительности вьдержки является тонкодифференцированным. Образующийся при закалке мартенсит наследует тонкодифференцироваиную мнкронеоднородность, кроме того, сохраняется опре- . деленная доля остаточного аустенита.

Чтобы образовалась и сохранилась микронеоднородность, требуется регламентированная скорость нагрева. При малых скоростях нагрева успеет произойти выравнивание по составу, при высоких скоростях перераспределение легирующих элементов будет подавлено:

Повторная закалка от АС вЂ .1000 Ь.

130 С увеличивает микронеоднородность мартенсита. В процессе последующего старения прн точно определенных темнературах (Ас< -140-110ОС) в обогащенных объемах мартенсита происходит.< g превращение; обра-. зующийся вторичный аустенит явля- ется устойчивым из-за высокой легированности, а условия окончательной закалки таковы, что этот аустенит имеет особую морфологическую форму дисперсных реечных кристаллов, образовавшихся вдоль мартенситных пакетов. Этот аустенит обеспечивает высокую вязкость при криогенных температурах, сохранившийся мартенсит старится, состаренншй мартенсит имеет достаточный уровень прочности..

Требуемый уровень свойств достигается лишь при комплексном соблюдении указанных температур закалки и старения. При температурах старения более низких, чем в предлагаемом способе, аустенит из. высоколегированного мартенсита не образуется, и ударная вязкость не обеспечивается. С повышением температуры старения доля образовавшегося аустенита слишком велика и значительно снижается прочность.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает требуемое сочетание прочности и ударной вязкости при -196 С.

Термообработку проводили на заготовках стали ОЗХ11Н8М2Ф-ВД(ДИ52) из- одного прутка диаметром 45 мм промышленного производства следующего химсостава, Х: С 0,03, Сг 11,86, Ni С 99, Ио 2,40, M 0,08, Ч 0,16, Si 0,26, Мп 0,08, S 0,010, Р 0,01.

Критические точки(по паспорту):

АС>-800 С, Ас< -620 С. Скорость на грева до температур: предварительной закалки 15 град/мин, окончательной закалки 20 град!мин. Все заготовки подвергали двукратной предварительо ной закалке от температуры 980 С (Ac>+180 С), В таблице представлены режимы термической обработки и результаты ,испытаний механических свойств.

Анализ данных таблицы покаэываl ет, что назначение температуры окон. . чательной закалки из интервала в предлагаемом способе, но без.со<96 ??> кг м/см кг /ммз

Режим термообработки

Предлагаемый способ

Двукратная закалка от Ас>-100 С (700 C), старение

4 4 при АФ ™110 С (510 С, 2 ч) 104,8

Двукратная закалка от Ас -100 С (100 С), старение

4 О при А,е,-140 С (480 С, 2 ч) 7,8

110,4.Двукратная закалка от Асй-130 С (670 С), старение

4 Е при Ас< -120 С (500 С, 2 ч) 103, 1

10,7 Температура закалки:

Двукратная закалка от Ас1-50 С (750 С), старение о о. при Ае. -1204C (50(P С, 2 ч) о

Двукратная закалка от Ас>-150 С (65(PC), старение при Ас -120 С (500 С, 2 ч) 5,6

110,9

12,1

98;6

Температура старения:

4 4

Двукратная закалка от Ас -100 С (700 С), старение при Ас -70 С (5509C 2 ч) о

Двукратная закалка от AC4100 C (700 С), старение прн Ас -160 С (460 С, 2 ч) 12,0

97,9

6,7

106,4

Режимы для обоснования выбора

1125265 4 ю блюдения указанного температурного режима старения (либо наоборот) не дает ожидаемого эффекта.

Предложенный способ обеспечивает высокую ударную вязкость при криогенных температурах в сочетании с достаточной прочностью (6>>100 нгlючт

Такое сочетание свойств обеспечива- ет высокую надежность конструкции

® при криогенных температурах.

По сравнению с существующими способами, использование предлагаемого способа термической обработки создает явные преимущества эа счет полуtS. чения высокой ударной вязкости в

2-3 раза выше в сочетании с требуемой прочностью, что обеспечивает надежную работу деталей при криогенных температурах.

1125265 Продалиение таб мцы

Кратности закалки; о о

Однократная закалка от Ае<,-100. С (700 С), старение при Ас -120 С (500 С, 2 ч) 4,7

112,4

Трехкратная закалка от Ас -100 С (700 С), старение о Ф при АС< -120 С {500 С, 2 ч) 91,6

12,8

Известный способ

3,7

П р и м е ч а н и е. Требуемые свойства: d» кг/мм, 100;

g> кг. м/см 7,0.

-4%

I

Составитель С.Подгурский

Техред Т.Маточка

Редактор Т. Кугрышева

Корректор А.Тяско

Тираж 539

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 8437/19

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

O о

Двукратная закапка от Ac > --180 С (980 С) старение о о

У при Añ -50 С (570 С, 5 ч) 1109 1