Способ термической обработки нержавеющих сталей переходного и мартенситного классов Советский патент 1976 года по МПК C21D6/02 C21D1/78 C21D3/06 C21D6/04 

щегося в стали атомарного (диффузионноподвижного) водорода, критическими дисперсными выделениями карбидов, карбонитридов (интерметаллидов) из пересыщенного сс-твердого раствора, которые являются ловушками для водорода. С целью предупреждения водородной хрупкости стали, содержащей атомарный водород, сокращения цикла термической обработки, осуществляемой для дегазации водорода, нри одновременном обеспечении необходимого благоприятного сочетания ирочностных и пластических свойств, старение после закалки ведут при температурах на 10 - 60°С выше температуры максимального эффекта вторичного твердения и выдерл ках, в 2 - 20 раз превышающих после прогрева время достижения максимального значения твердости нри этих температурах, а перед закалкой производят гомогенизацию при температурах на 100 - 300°С выше температуры конца обратного нревращения с выдерл кой 1 - 10 час. Положительный эффект предупреждения водородной хрупкости достигается только при определенном структурном состоянии стали за счет определенного оптимального соотношения временных и температурных параметров нагрева в закаленном на пересыщенный гатвердый раствор состоянии, что обеспечивает получепие необходимого количества мелкодисперсных вторичных фаз, когерентно не связанных с матрицей, а также необходимую суммарную нротяженность и иеобходимое энергетическое состояние мел4фазовых границ раздела, локализующих и удерл :нвающих атомарный водород от диффузии. Наиболее благоприятное сочетание прочностных и пластических характеристик стали при полном отсутствии водородной хрупкости достигается для стали ВНС-о при температуре .локализующего нагрева 520°С с выдержкой после нагрева 30 - 60 мин. Уменьшение времени выдержки при 520°С или применение более низкой температуры, например, 500°С, не обеспечивают необходимой степени срыва когерентности выделяющихся вторичных фаз, а следовательно, вышеуказанных требований по структурно-энергетическому состоянию, необходимых для локализации и закрепления атомарного водорода. В то же время увеличение времени выдержки при 520°С, например, более трех часов или повышение температуры, например, до 560°С с выдержкой после прогрева 30-60 мин приводит к уменьшению эффекта локализации и закрепления водорода некогерентными частицами вторичных фаз и, как следствие, к снижению ij, Полол ительный эффект нредунреждения водородной хрупкости может также лимитироваться протекающим во времени процессом обратного а- v-иревращения, ириводящим в момент локализации и закрепления водорода к получению дополнительного количестваоста4-точного аустенита, обогащенного диффузионпоподвижным водородом. В сталях, содержащих перед закалкой остаточный аустенит, в процессе вылёживания при комнатной температуре и еще в большей степени при операциях, связанных с пребыванием стали нри новышенных температурах нагрева (при низкотемпературном отжиге и пр.) происходит процесс перераспределения концентрации атомарного водорода с обогащением им аустенитной составляющей в связи с повыН1енной растворимостью атомарного водорода Б v-penieTKe аустенита по сравнению с а-решсткой мартенсита. В процессе нагружения под действием напряжений, превосходящих предел текучести аустенита, ироисходит локальное превращение его в мартеисит, который оказывается значительно пересыщенным водородом, что является нричииой возникновения в этих участках очагов разрушения - флокенов растяжения, которые, интенсивно развиваясь в силу поступления к ним незакренленного атомарного водорода из указанных нрилежащих участков с повышенной его концентрацией, приводят к ускорению нроцесса разрушения наводороженной стали. Для обеспечения соответствующего высокого эффекта предунреладеиия водородной хрупкости для сталей, содержащих перед закалкой остаточный аустенит, по предлагаемому способу необходимо осуществлять выравнивание концентрациоиной неоднородности атомарного водорода но структурным составляющим (в аустените и мартенсите). Для этого сталь перед закалкой на пересыщенный гомогенный а-твердый раствор с остаточным аустенитом подвергают гомогенизирующему нагреву в аустенитном состоянии при температурах на 100 -300°С выше температуры окончания обратного () превращения с выдержкой от 1 до 10 час в зависимости от температуры гомогенизируюшего нагрева. Для стали ВНС-5 температура окончания обратного превращения Ак () 780 - 800°С. Во избел ание длительных выдержек, приводящих к росту зерна, более высокая темиература гомогенизации рекомендуется для изделий малых толщин. В целях упрощения нроцесса гомогенизации и иредунреждения вредного влияния вылелсивания деталей после гомогенизации до момента подачи ее на окончательную закалку, при котором возможно повторное частичное пере распределение атомарного водорода между структурными составляющими - аустенитом и мартенситом, гомогенизирующую обработку целесообразно совмещать с нроцессом нагрева под закалку. В ироцессе закалки на пересыщенный гатвердый раствор с остаточным аустенитом в случае применения умеренных скоростей охлаждения в массивных деталях, имеюидих оп