Способ термической обработки аустенитно-мартенситных сталей Советский патент 1979 года по МПК C21D6/00 C21D1/78 

1

Изобретение относится к области термической обработки и может быть ис-, пользовано в металлургической промышленности, в частности при термической обработке аустенитно-мартенситных сталей, например стали ЭП378.

Известен способ термической обработки крупногабаритных изделий из сталей мартенситного и мартенситно-ферритного классов, включающий закалку и высокотемпературный отпуск, по которому перед отпуском производят Дополнительный отпуск при температуре на 20-50 С ниже температуры основного отпуска с последующим охлаждением до температуры. конца мартенситного превращения со скоростью, обеспечивающей распад остаточн огр аус тен ита Г1 .

Недостатками этого способа являются:

введение дополнительного отпуска на 2О-5О С ниже температуры основного отпуска;

охлаждение металла до температуры конца мартенситного превращения, что

сопровождается растрескиванием изделий аустенитно-мартенситной стали.

Известен также способ термической обработки литой и деформированной аусте- нитно-мартенситной стали, при котором литую сталь после извлечения слитка из изложницы в горячем состоянии загружают в печь и подвергают трехкратному умягчающему отпуску, т.е. металл нагревайэт до 690-7Ю С, выдерживают при данной температуре в течение 5 ч, затем температуру металла понижают до 670- и выдерживают в течение О,8 ч. на тонну садки, после чего температуру металла вновь повышают до 69О-71О С, выдерживают при этой температуре в течение 3 ч и далее производят охлаждение металла в печи до 12О С в течение 7-10ч. Металл при 12О°С выгружают изпечи и охлаждают на воздухе в течение 5-7 ч до 50-7о С, после чего повторно загружают в печь и производят второй отпуск по тому же режиму, что и первый, но с последующим охлаждением -:--- : -- -з- ----t металла в печи до в течение 710 ч; затем металл выгружают на воздух. Через 5 ч металл загружают на третий отпуск. Нагрев производят до 640 66О°С, выдерживают при данной температуре в течение 2О-25 ч, после чего 1ие- талл охлаждают с печью до 600 С в течение 3-5 ч и с этой температуры выгружают на воздух. Литой металл, охлаждецный на воздухе, подвергают оёточке резцами на слиткообдирочных станках и передают на ковку - деформацию. Деформированный металл с температуры конца деформации замедленно охлаждают в колодцах до 1050 С в течение 2О-ЗО ч, затем его под вергают термической обработке в печах не позднее чем через 6 ч с момента выгрузки из колодцев. Металл нагрева19Т в печи до 790-810°С, выдерживают при данной температуре в течение 4 ч с увеличением выдержки на 0,6 ч на тонну садки, далее металлохлаждают с печью до 640-66ОС со скоростью 20-3. выдерживают при этой температуре 2ч, затем металл выгружают и печи для охлаждения на воздухе. После охлаждения на воздухе в течение 6-24, ч металл повторно загружают в печь и наг|Ьевают до 690-710 С, выдерживают при данной температуре в течение 4 ч с увёличением выдержки на О,6 ч. на тонну садки, затем температуру понижают до 54О560 С со скоростью 20-30 С/ч; далее металл охлаждают навоздухе C2J. Недостатки этого способа следующие: длительный цикл термической обработки лигого и деформированного металла составляющий свыше 250 ч, при этом нагревательные агрегаты заняты металлом 181 ч; брак по растрескиванию литого и деформированного металла; невозможность получения твердости металла ниже НВ 302. Цепью изобретения являются сокраше- ния технологического цикла термической обработки, получение твердости не более НВ 302 без растрескивания слитков и заготовок аустенитно-мартенситных . 1 Цель достигается тем, что металл с температуры конца деформации 9001020 С охлаждают на воздухе в Тёче ние 48-72 ч до 10-5О С, загружают в печь, нагретую до 450-550С и за 4-6 ч металл нагревают до 770-790 С вьГдерживают 9-11 ч, далее охла кдают 8i вместе с печью до С со скоростью 20-30 С/ч, выдерживают при этой температурев течение 1,5-2,5 ч и охлаждают металл на воздухе до 1002ОО С, после чего металл вновь загружают в печь, нагретую до 450-55О С, и ч металл нагревают до 67О690 С, выдерживают в течение 19-21 ч, охлаждают до 490-510 С со скоростью 2О-ЗЬС/ч и выгружают на воздух. Литую сталь, после извлечения слитка из изложницы, в горячем или холодном (без термической обработки) состояниях передают для последующих нагрева и деформирования. Пример. Для обработки берут аустенитно-мартенситную сталь состава, вес.%: углерод 0,43; марганец 0,7в; хром 17,00; никель 1,88; молибден0,72; кремний 0,22; железо-остальное. Слитки, поступающие холодным и горячим всадом, нагревают в методических печах до заданной температуры (по сводной термопаре) и деформируют на круг 90-200 мм, который охлаждают на воздухе. Через ВО ч от конца деформирования металл раскладывают в на три партии: в первой партии металл имеет однородную укладку, в последуюших соответственно второй и третьей партиях - двух и трехрядную. Металл загружают в нагретую до 500 С печь за 5 ч нагревают до 780 С и при данной температуре выдерживают 10 ч. Далее температуру печи понижают до ббОС, со скоростью 22 С/ч. При этой температуре металл выдерживают в течение 2 ч и выгружают на воздух для охлаждения до 100-2ОО С. По достижении 160-°С соответственно при одно, двух- и трехрядной укладке металл на 4,5, 6 и 10 ч загружают в печь, нагретую до 50О С, за 4ч металл нагревают до 680 С и выдерживают при данной температуре в течение 20 ч. Далее температуру понижают до 5ОО С со скоростью 20 С/ч и выгр}Ькают металл на воздух, Первый режим термической обработки деформированного металла проводят для отпуска частично (от 5 до 15%) образовавшегося мартенсита при охлаждении на воздухе с температур конца деформации. Промежуточное охлаждение после первой обработки до 1ОО-200 С на воЗт духе обеспечивает максимальное превращение остаточного аустенита в мартенсит. Второй режим проводят для отпуска этого мартенситр. Все три партии имеют

твердость ниже НВ 302 без растрескиваний металла.

Использование предлагаемого способа обработки аустенитно-мартенситных сталей обеспечивает: -v:

. J v

получение необходимой твердости металла ниже НВ ЗО2;

исключение брака по растрескиванию слитков и заготовок, составляющего обычно соответственно 5 и ЗО%;

сокращение длительности цикла термической обработки на 187 ч.

Формула изобретения

Способ термической обработки аусте- нитно-мартенситных сталей, включающий замедленное охлаждение металла с темт пературы конца деформации, двукратный высокотемпературный отпуск, отличающийся тем, что, с целью предупреждения растрескивания заготовок

и сокращения технологического цикл ) обработки, металл с температуры конца деформации охлаждают на воздухе в течение 48-72 ч до 1О-5О С, затем загружаSOT в печь, нагретую до 450-550 0, и за 4-6 ч нагревают до 77 0-790 С, выдерживают 9-11 ч, далее охлаждают вместе с печью до 640-66О С со скоростью 2О-30 град/ч, выдерживают при этой

температуре 1,5-,5 ч и охлаждают на воздухе до 1ОО-2ОО С, после чего ме-. талл вновь загружают в печь, нагретую до 450-550 С, и за 4-6 ч нагревают до 670-69d C, выдерживают 19-21 ч, охлаждают со скоростью 20-30 грйд/ч до 49О-510 С и далее - на воздухе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское ; свидетельство СССР NO 432212, кл. С 21 D 1/78, 1974. 2. Технологическая инструкция ТИ-Т1-Т4-1974 завода Электросталь.