СПОСОБ ОБШГА ЭМАЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ .. БйК'Ш'^ТЕл^ Советский патент 1981 года по МПК C23D11/00 

Изобретение относится к нанесени покрытий, в частности,, эмалевых и может быть использовано при производстве стальной змалированной аппаратуры, работающей при повышенных температуре и давлении в агрессивных средах, а также при формировании различных неметаллических покры тий на сталях при температуре вьше равновесрой температуры превращения аустенита в перлит и обратно при медленном нагреве или охлаждении (критической точки А{) данной стали. Наиболее близок к предлагаемому способ обжига эмалевых покрытий, вк чшощий нагрев изделия до температуры оплавления эмали, выдержку при этой температуре и равномерное ох- лаждение Q. Недостатком этого способа является то, что он пригоден для эмалирования издепий только из сталей ферритного и феррито-перлитного классов, не претерпевающих структурных превращений, связанных сизменением объема, при температурах Ш1же температуры размягчения покрытия (например, сталей типа 08 и 08Г). Вследствие низкой прочности указанишс сталей как при комнатной, так и при повьшенных температурах химическая аппаратура из этих сталей изготавливается для эксплуатации при температурах не выше и давлении до 16 кгс/мм, что существенно ограничивает область ее применения в совремшшой хим|{ческой технологии. Обладающие повышенной прочностью и теплоустойчивостью малоуглеродистые низколегированные стали феррито-бейнитного и бейнитного классов не нашли применения в практике эмалирования из-за образования в покрытии сетки трещин уже при первых циклах канесення покрытия. Цель изобретения - предупреждение образования трещин в эмалевом покрытии на изделияхИЗ малоуглеродистых низколегированных сталей феррито-беи нитного и бейнитного классов (содер жание углерода 0,07-0,12%), обладающих повышенной прочностью и теплоустойчивостью. Указанная цель достигается тем, что охлаждение от температуры оплав ления при нанесении каждого слоя по крытия осуществляется с изотермической вьщержкой при температуре на 20-80 С ниже равно1зесной температуры превращения аустенита в перлит (критическая точка Ajj), соответствующей минимальной устойчивости аусте нита в перлитной области превращения в течение времени, обеспечива-. кяцего в сумме с временем охлаждения до указанной температуры полный рас пад аустенита в перлитной области превращения, определяемого по диагр ме изотермического распада аустенита в данной стали. На чертеже приведена диаграмма изотермического распада аустенита в стали феррито-бейнитного класса 12ХШФ с указанием режимов охлаждения по предлагаемому способу, Анализ диаграммы свЗДетельствует о возможности получения в 12ХШФ стабильной перлитной структу ры при температуре выше температуры размйгчения эмали ( не претерпевающей структурных превращений связанных с изменением объема при последующем охлащ1;ении и нагреве до температуры размягчения покрытия, Возможность получения не содержащего трещин покрытия на изделиях из малоуглеродистых низколегированных сталей повышенной прочности проверяется на образцах феррито-бейнитной стали 12Х1МФ и бейнитной стали 12Х2МФСР. Пример 1. На образцы размером 705010 мм, изготовленные из стали (Ьеррито-бейнитного класса 12ХШФ, для которой равновесная температура превращения аустенита в пер 84 лит (т, А) равна 780°С, наносят два слоя грунтовой эмали 3132-30 и пять слоев стеклоэмалевого покрытия 151ЗЦ, Изготовлено четыре партии образцов. На образцах первой партии покрытие обжигают по известному способу: нагрев до 860 С, выдержка в течение 7 мин, равномерное охлаждение на воздухе. На образцах, второй, третьей и четвертой партий оплавление покрытия производят также, как в предьщущем случае, затем образцы переносят в печь при 700, 730 и , соответствующих температурам на 80, 50 и ниже равновесной температуры превращения аустенита в перлит (критической точки А). Время изотермической вьщержки составляет 60, 90 и 120 мин для каждой из указанных температур. После окончания выдержки образцы охлаждают на воздухе. На образцах первой партии уже при нанесении второго слоя грунтовой эмали в покрытии образуется сетка трещин. Во всех остальных случаях на образцах получают качественное покрытие, соответствуилдее первому классу по ОСТу 26-01-1-70, При последующих нагревах образцов второй, третьей и четвертой партии до 400°С со скоростью З С/мин образование трещин в покрытии не обнаружено. Исследована температурная зависимость остаточных напряжений в пок.р ытии, обожженом по режиму известного способа с изотермической вьщержкой при течение 60 мин. По полученной зависимости определяют максимальные сжимагацие напряжения в покрытии, а также температуры, соответствующие нулевым и максимальным растягивакяцим напряжениям в покрытии. Для сравнения те же характеристики определены для того же понрытия, нанесенного на классическую сталь 08 для эмалирования, Результаты эксперимента приведёиы в таблице.

Малоуглеродистая низколегированная повышенной прочности

То же

08 для эмалированияОни свидетельствуют о том, что при использовании предлагаемого спос ба обжига с 60 мин изотермической выдержкой, соответствующей наименьшему времени, необходимому для полно го распада аустенита в данной стали D интервале минимальной устойчивости аустенита в перлитной области превращения на малоуглеродистой низколегироваяной стали повьшенной проч ности 12Х1МФ получается качественное покрытие, не уступающее по свойствам аналогичному покрытию.на стали 08, Пример 2. Образцы стали бейнитного KJiacca 12Х2МФСР, для которой равновесная температура превращения аустенита в перлит (критическая точка А) равна обрабатывают аналогично примеру 1 только изотермическая вьщерпса производится при температурах 730, 760 и 790С соответствующих температурам на 80, 50 и 20®С ниже критической точки А в течение одного часа. В этом случае покрытие также соответствует первому классу по ОСТу 26-01-1-70, Применение предлагаемого способа обжига эмалевых покрытий на изделиях из иизколегированных малоуглеродистых сталей повышенной прочности

Известный

260

Сетка трещин

Предлагаемый 390 450 Трещин нет

460 Трещин нет И теплоустойчивости позволит использовать их для производства эмалированной химической аппаратуры, расчитанной на потаппенныз параметры эксплуатации взамен нержавеющей. Экономический эффект от замд1ш статти 12Х18Н10Т на сталь 12Х1МФ составит для одного изделия 2840 руб Формула изобретения Способ обжига эмалевых покрйтий, включакиций нагрев до температуры оплавления эмалИ, выдержку и охлаж- дение, о.тличающийся тем, чтЪ, с целью предупреждеиия образования трещин эмалевого покрытия на изделиях из малоуглеродистых низколегированных сталей феррито-бейнитного и бейнитного классов, охлажде ние осуществляют с изотермической вьщержкой при температуре на 20-80 С ниже равновесной те14пературы превращения аустенита в перлит до полного распада аустенита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Варгин В.В. Эмалирование металлических изделий М.-Л., Машгиз, 1962, с. 189-193.

яоп .i

Время