Способ термической обработки нержавеющей стали с регулируемым мартенситным превращением Советский патент 1980 года по МПК C21D6/00 C21D1/78 

щением, где процесс карбидообразования ведут в аустенитной Матрице, снижение содержания углерода является нежелательным фактором, обуславливающим образование значительного количества о -феррита в стали. Это приводит к перераспределению между фазами легирующих элементов и ухудшению как механических, так и коррозионных свойств стали. Помимо этого стабилизирующий способствует укрупнению и коагуляции карбиднЪй фазы по границам аустенитных зерен, что снижает механические характеристики материала (пластичность, вязкость) и инициирует развитие локальных коррозионных поражений в районах массивного залегания этой фазы. Именно в зтих районах наиболее быстро проист ходит выделение S -фазы. Это свойственно для стали аустёнитного, аустенитно-мартенситного классов и, следовательно, для стали аустенитно-мартенситного класса с регулируемым мартенситным превращением, поскольку процесс карбидообразования в ней ведется в аустенитном состоянии. Как правило изотермический стабилизирующий отжиг, особенно для стали с повышенным содержанием углерода, проводят достаточно длительное время, что необходимо для полного протекания прцесса выделения и коагуляции карбидо Длительность отжига для аустенитйых материсшов составляет 10-15 Ч, а для стали с регулируемым мартенситным превращением - до 100 ч. Такая длительность нагрева при 750-850 может обусловить выпадение о -фазы, что приводит к резкому падению коррозионной стойкости стали и ухудшению пластических характеристик ее, с повышением содержания Ь -феррита, которое связано с понижением углерода в стали, склонность к сигматизации увеличивается.

Склонность к межкристаллитной коррозии при кратковременном отжиге с одной стороны и потеря коррозионной стойкости за счет сигматизации стали с другой, заставлЯю Вёс:М п &(Эцес изотермического отжига в сравнительно уз.ком интервале по времени, что создает большие трудности при его промышленном осуществлении.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости стали.

Поставленная цель достигается тем что в способе термической обработки нержавеющей стали с регулируемым мартенситным превращением, преимущественно с содержанием (вес.%) до 0,3 углерода, 13-17 хрома, 4-9 никеля, 0,5-2,5 молибдена, до 1,0 кремния и марганца, включающем нагрев до 750850°С, выдержку и охлгикдение, нагрев до 750-850 С проводят циJ личecJ и с переходом точки А в каждом, цикле tiarpesa, а после охлаждения пр оизводят отпуск мартенсита, длительность , которого равна

,о1(7оо-т)-,о|гт.о. (I)

при эксплуатации стали до ЗООс и

5 ,оттоо-т)-,о.51 (г)

при эксплуатации стали до 400°С, где Т - длительность отпуска, Т - температура отпуска.

Q Пример. Исследуют сталь 23Х17Н5М2 состава, вес.%: углерод 0,3; хром 16,8; никель 5,5; молибден 2,5; кремний 0,6; марганец 1,0. В аустенитное состояние сталь переводится аустенизирующим отжигом до

5 1200С, 3 мин выдержки на 1 мм толщины, охлаждение в воду. Структура стали - чистый аустенит. Промежуточный отжиг при 750-850°С как изотермический стабилизирующий отжиг не

0 обеспечивает стойкость стали проти в межкристаллитной коррозии по методу AM ГОСТ 6032-75. Для придания высоких коррозионных свойств стали ее подвергают следующей термической обра5 ботке: а) трехкратный циклический

нагрев до 750с с нарастанием выдержки от 1 до 5 ч в каждом последующем цикле: б) то же - до в) то же до 850 С. После циклической обработки сталь не подвержена межкристаллитной коррозии, оптимальные свойства достигаются при 800°(режим 6j. После отпуска при ,2 ч сталь при периодической подаче 3%-ного раствора NaCI на разогретую поверхность

напряженного образца (метода) разрушается через 200 ч. Отпуск , 20 ч обеспечивает разрушение через 500-750 ч (метод а) и через 1000 ч при испытании во влажных парах, содержащих хлориды при 250 С (метод б). Отпуск , 50 ч делает сталь стойкой к коррозионному растрескиванию при испытании более 1600 ч обоими методами. Очевидно, что наибольc шей коррозионной стойкостью обладает сталь, прошедшая отпуск при , 50 ч. Сбгласно уравнению (1) длительность отпуска должна составлять 49 ч.

« Для сравнения исследуют сталь состава, вес.%: углерод 0,05; хром 13,5; никель 8,3; молибден 0,8; кремний 0,5; марганец 0,98. После аустенизации при , выдержка 3 мин на 1 мм толщины,охлаждения в воду.

сталь аустенитную структуру

с 1-3% 5-феррита. Изотермический стабилизирующий отжиг (по известному способу) устраняет склонность к межкристаллитной коррозии лишь посО ле 15-20 ч отжига, создавая массивные выделения карбидной фазы по границам первичного аустёнитного зерна. Отжиг по известному способу не обеспечива1ет глу бокого превращения аусте5 читной структуры в мартенситную (максимальное содержание мартенсита в структуре составляет 40%). Сталь после промежуточного отжига и после дующего отпуска мартенсита , 2 ч проявляет высокую склонность к язвенной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением в горячих pcicTBOpax хлоридов. Склонность к коррозионному растрескиванию у стали отпущенной при в течение 50 ч после промежуточного изотермического отпуска сохраняется. Циклическая промежуточная обработ ка по предлагаемому способу устрашяет склонность к межкристаллитной кор розии, способствует высокой степени превращения аустенита в мартенсит. Сталь, после циклической обработки и отпущенная при окончательном отпус ке по режиму , 50 ч не проявляет склонности к коррозионному растре киванию при испытании по режимам а и Формула изобретения Способ термической обработки нерж веющей стали с регулируемым мартенсит ным превращением, преимущественно с содержанием (вес.%) до 0,3 углерода, 13-17 хрома, 4-9 никеля, 0,5-2,5 молибдена, до 1,0 кремния и марганца, включающий нагрев до 750-850 С, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости, нагрев до 750-85О С проводят циклически с переходом точки Ае в каждом цикле нагрева, а после охлаждения производят отпуск мартенсита, дпител| носГь которого равна egT-O.Ol(TOO-T).8 при эксплуатации стали до и egT O.OI8(700-T)--; + 0,51 при эксплуатации стали до , где f - длительность отпуска; Т - температура отпуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. М., Металлургия, 1964, с. 182-190. 2.Чигала В. Межкрйсталлитная корозия нержавеющих сталей. Л., Химизат, 1969, с. 31.