Способ термической обработки мартенситных нержавеющих сталей,легированных молибденом Советский патент 1979 года по МПК C21D6/00 

тенсивное изменение свойств стали наблюдается после первых 1500-2000 ч старения в интервале температур 300-400°С.

Целью изобретения является повышение стабильности механических свойств стали и снижение ее склонности к хрупкому разрушению в результате длительной выдержки при температурах 250-400°С.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом способе термической обработки мартенситной нержавеюш,ей стали, легированной молибденом, включаюшем закалку, предварительный и окончательный отпуск с охлаждением до комнатной температуры после каждого из них, причем охлаждение с температуры второго этапа отпуска ведут на воздухе, первый отпуск ведут при температуре, на 20-80°С превышающей температуру обратного мартенситного превраш,ения, охладение с этих температур до комнатной и нагрев до температур второго этапа отпуска проводят со скоростью 100-1000° в минуту.

На первом этапе отпуска стали происходит выделение частиц молибденсодержащей фазы типа РвзМо, что снижает пересыш,ение твердого раствора молибденом и исключает возможность выделения охрупчивающей R-фазы. Наряду с этим растет количество аустенита, что повышает пластические и вязкостные свойства стали. Ускоренное охлаждение стали с температуры первого этапа отпуска со скоростью 100-1000°/мин позволяет подавить процессы выделения мелкодисперсных частиц Сг-фазы в зоне температуры 400-300°С, наиболее опасных вследствие когерентности выделяющихся частиц с матрицей стали. Охлаждение и

нагрев стали со скоростью, меньшей 1007мин, не дает желаемого эффекта, охлаждение со скоростью, большей 1000°/мин, практически труднодостижимо в реальных производственных условиях.

Второй этап отпуска приводит к развитию процесса расслоения твердого раствора на фазы, обогащенную и обедненную хромом (явление, с которым связывают

475°С-ную хрупкость высокохромистых сталей). В результате второго этапа отпуска выделяются более крупные частицы Сг-фазы, некогерентно связанные с матрицей стали, что повышает прочностные свойства стали, не оказывая на нее охрупчивающего влияния.

После проведения термической обработки по предлагаемому способу сталь имеет стабилизированную структуру и фазный

состав, и длительная выдержка в интервале температур 250-400°С не приводит к изменению механических свойств стали и росту ее склонности к хрупкому разрушению. Предложенный способ был опробован

на стали марки ОЗХ1Ш10М2, для которой первый этап отпуска проводят при температурах 510-570°С и охлаждение с этих температур до комнатной и нагрев до температур второго этапа отпуска ведут со скоростью 150-200°/мин; а второй этап отпуска проводят при температурах 450-480°С, охлаждение на воздухе.

Результатыиспытанийстали

ОЗХ11Н10М2, обработанной по предлагаемому и известному способам, приведены в табл. 1 и 2 (в числителе - свойства стали до старения, в знаменателе - после старения при 360°С 2000 ч).

Таблица 1

Таблица 2.

Предлагаемый способ термической обработки мартенситных нержавеющих сталей, легированных молибденом, позволяет эффективно использовать этот конструкционный материал для изготовления особоответственных изделий энергетического машиностроения, работающих при повышенных температурах, где должна быть исключена возможность хрупких разрушений (для корпусов и внутрикорпусных устройств атомных энергетических реакторов, корпусов и рабочих колес газодувок и т. п.)Формула изобретения

Способ термической обработки мартенситных нержавеющих сталей, легированных молибденом, включающий закалку, предварительный отпуск при температуре выше температуры обратного мартенситного превращения с последующим охлаждением до комнатной температуры и окончательный отпуск с охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств и снижения склонности стали к хрупкому разрушению при температурах 250-400°С, предварительный отпуск ведут при температуре, на 20-80°С превышающей температуру обратного мартенситного превращения, охлаждение до комнатной температуры и нагрев под окончательный отпуск производят со скоростью 100- 1000° в минуту.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Отчет ЦНИИТМАШ по теме АИ, 1973.