Способ термической обработки мартенситностареющих сталей Советский патент 1976 года по МПК C21D6/00 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в термической обработке попуфабрикатов из нержавеющих мартенситностареющих сталей.

Известные способы термической обработки нержавеющих мартенситностареющих сталей, состоящие из закалки с 88О- -950°С и старения при 50О-580°С 1, во многих случаях не обеспечивают требований по пластичности и ударной вязкости мартенситностареющих сталей из-за охруп- чивающих фаз по границам зерен, выпавщих при замедленном охлаждении полуфабрикатов с ковочных температур.

Известен способ термической обработки мартенситностареющих сталей, заключающийся в предварительной гомогенизациипри 1050-1210 С и многократной аустенизации при 8 9 0-97 О С с предварительно выдержкой при 580-7 2О в процессе нагрева 2.

Известен способ термической обработки мартенситностареющей стали, состоящий из npej№apHTenbHoro нагрева до 118О-

-1250 С с выдержкой бопее 1 час, и ускоренного охлаждения, например в масле, воде или расплавах солей; двух- рехкратной закалки с температурой 920-1ООО С с ускоренным охлаждением, а также старения з 1.

Нагрев до 1180-1250 С с выдержкой более одного часа проводится по известному способу с целью растворения фаз по границам зерен, однако, уже при выдержках порядка одного часа в указанном интервале температур происходит сильный рост зерна (примерно до 2-1 балла по шкале ГОСТ 5639-65).

Вследствие склонности мартенситноста- реющих сталей к восстановлению при последующем нагреве крупного аерна в ег исходной форме и границах обычными приемами термической обработки - нагревом на 2О-4О С выще Ас зерно не удается измельчить.

По известноду способу предусматриваю трехкратную аакалку для измельчения выросшего после предварительного нагрева зерна. Однако такой способ термической обработки является трудно осуществимым на машиностроительных дредгфиятиях, так как предполагает наличие высокотемпературных печей, обеспечивающих нагрев до 1250°С. Кроме того, нагрев мартенситностареющих сталей до таких высоких температур резко увеличивает потери металла на ока- пину, что значительно повышает производительные расходы в свяаи с высокой сто- имостью мартенситностареющих сталей. Помимо этого, двух- рехкратная закалка с температурой 920-1000 С с ускоренным охлаждением не всегда приводит к полному измельченшо выросшего при пред варительном нагреве зерна. Целью изобретения является повышение пластичности и ударной вязкости мартенситностареющих сталей и ускорение процесс обработки. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе термической обр ботки мартенситностареюших сталей, включающем трехкратную закалку и старение в каждом цикле закалки металл нагревают до температур 980-10ОО С со скоростью 10-30°С/мин в интервале от температуры

Si

S

/Мп. 0,025 0,04 0,24 O,007 0,005 9,5

N-f Gr

Си.

Nb

Mo Tl Ас( начала превращения ) до задан- ной температуры на-рева, выдерживают при этой температуре 2-3 часа и охлаждают в жидкой среде. Повышение пластичности мартенситно - стареющих сталей по предлагаемому способу обеспечивается совместным воздейсос вием двух процессов, протекающих одновременно, а именно значительным растворением избыточных фаз по границам зерен при выдержке металла в течение 6- -9 часов при температурах 980и.1000°С и полным измельчением зерна и устранением разнозернистости при тройной закалке со скоростью нагрева 1О-30 С/мин в интервале от Ас до заданной температуры нагрева. Ускорение процесса термической обработки на 6-8 часов по сравнению с известным способом происходит за счет совмещения процесса растворения фаз по границам зерен и измельчения зерна. Пример. Проводилась термическая обработка темплетов из прутка диаметром 170 стали ЭП678 (ОЗХ11Н1ОМ2Т) следующего химсостава (вес. %). 10,5 0,18 2,0 0,72 0,06 0,01

Микроструктура прутка в исходном состоянии характеризуется наличием сплоишой сетки избыточных фаз по границам зерен. Металл в исходном состоянии (после старения при 570О-5 час), имеет низкую пластичность, вид излома хрупкий. Параллельно проводили термообработку темплетов по известному способу и по пре лагаемому. Влияние термообработки на пластичност и ударную вязкость металла оценивали по результатам испытания образцов с поперечным направлением волокна. Данные анализа сведены в таблицу. Как видно из таблицы, термообработка по предлагаемому способу обеспечивает измельчение зерна и повышает пластичность и вязкость. Использование предлагаемого способа термической обработки полуфабрикатов (поковок) из мартенситностареющих сталей обеспечивает по сравнению с взвеорным способом ускорение процесса термической обработки на 6-9 часов; повышение пластичности и вязкости; увеличение коэффициента использования материалов; попучение мелкозернистой структуры; не требует применения высокотемпературного оборудования.

1) 1200 С, 1,5 час охлаждение в масле

2) трехкратная закалка

с 950°С в

масле; нагрев до 950 С

со скоростью 5-6 С мин,

выдержка О,5 час старени

570 , 5 час

Предлагаемый:

трехкратная закалка с

980°С

в масле

нагрев от Ас до 980°С со скоростью 20°С/мин. выдержка 2,5 час. старение 570°, 5 час

Формула изобретен Т: я

Способ термической обработки мартенситностареющих сталей, преимущественно нержавеющих включающий многократную закалку после нагревов до 98О-1000 С и старение, отличающийся тем что, с целью повыщения пластичности и вязкости, сталь нагревают под эакалку с температуры Ac со скоростью 107-9,5 26-31 2,5-3,5

5-3 8292,8

11,5-16 31-34 3,2-4,8 14324,2

30 с/мин и выдерживают при 980 2-3 часа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

3.Авторское свидетельство № 276123, С 21 D 1/00, 1968 г.