Способ термической обработки азотируемой нержавеющей стали Советский патент 1978 года по МПК C21D6/00 C21D1/78 

1

Изобретение относится к области технологических процессов изготовления азотируемых деталей и может быть использовано при разработке технологии термической обработки азотируемых деталей из нержавеющих малоуглеродистых мартенситно-аустенитных сталей.

Известен способ термической обработки нержавеющих мартенситно-аустенитных сталей, заключающийся в закалке и отпуске в интервале температур 300-500°С .

Однако последующее азотирование этих сталей в интервале температур 500-600°С приводит к дестабилизации остаточного аустенита и превращению этого аустенита в мартенсит при охлаждении азотированной детали. В результате деталь изменяет свои размеры, а азотированный слой при охлаждении испытывает растяжение, которое снижает положительное влияние ежимающих напряжений, созданных в процессе азотирования. В некоторых случаях мартенситное превращение остаточного аустенита в сердцевине детали может вызвать растрескивание азотированного слоя. Кроме того, при температурах азотирования в нержавеющих мартенситно-аустенитных сталях происходит старение и частичное а- 7Превращение, что приводит к существенному изменению размеров деталей.

2

Известен также снособ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного класса, являющийся протот1шом предложенного способа, который включает закалку с температур аустенизации и многократный отпуск при ироведении предварительного отпуска при температуре 620-700°С и окончательного - при температуре 500- 600°С (на 20-60°С выше температуры азотирования) 2.

Такой способ обеспечивает стабильность структуры размеров и механических свойств в процессе последующего азотирования, а также в цроцессе эксилуатации прп криогенных температурах. Однако известный способ неприменим для обработки нержавеющих сталей аустенитно-мартенситного класса, так как вызывает при этом разупрочнение стали и образование заметных количеств нестабильного аустенита при а-9-v превращении на первой ступени отпуска.

Целью изобретения является обеспечение стабильности структуры при азотировании в интервале температур 450-580°С при сохранении необходимого сочетания прочности, пластичпости и вязкости.

Это достигается путем обработки, состоящей из предварительного отиуска (однократного или многократного) в интервале температур 500-610°С с охлаждением до комнатной или криогенной температуры для дестабилизации остаточного аустенита. Предложенный способ заключается в том, что сталь после аустенизацин подвергают охлаждению, затем одно- или многократному предварительному отпуску при 500- 610°С в течение более 30 мин, например 3-6 ч, и окончательному отпуску при 540- 600°С с выдержкой в течение 1 -10 ч. Окончательный отпуск в интервале температур 540-600°С проводят для дестабилизации структуры, прп этом мартенсит, образовавшийся после первого отпуска из остаточного аустенита, претерпевает старение и частичное а- -у-превращение с образованием стабильного аустенита. При окончательном отпуске в ранее отпущенном мартенсите продолжается а- Превращение и стабилизация структуры. При осуществлении предлагаемого снособа для стали 08Х14Н52П, который заключается в закалке 970°С 1 ч и отпуске предварительном при 580°С 6 ч и окончательном прн 580°С 10 ч, изменение размеров при последующем ложном азотировании составляет 0,006 мм/м. Твердость после предложенной обработки составляет 36-40 nRC. Если предлагаемый способ проводят с обработкой холодом после закалки, изменение размеров составляет 0,002 мм/м. Таким образом, предлагаемый способ термической обработки позволяет существенно уменьшить изменение размеров деталей при последующем азотировании, сократив его до минимума. Формула изобретения Способ термической обработки азотируемой нержавеющей стали, включающий закалку, предварительный отпуск и окончательный отпуск при температуре 540- 600°С, отличающийся тем, что, с целью стабилизации размеров изделий и повышения механических свойств нержавеющих сталей аустенитно-мартенситного класса, предварительный отпуск проводят в интервале температур 500-610°С с охлаждением до температур 20-(-196)°С. Псточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Потак Л. М. Высокопрочные стали, 1972, с. 181 - 183. 2.Авторское свидетельство СССР № 458596, кл. С 21D 1/78, 05.02.71.