Способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного и аустенитно-мартенситного классов Советский патент 1982 года по МПК C21D6/00 C21D1/78 C21D6/02 C21D6/04 

(j) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ МАРТЕНСИТНОГО И АУСТЕНИТНО МАРТЕНСИТНОГО КЛАССОВ

... . , , . . . 1 .:.. ;

Изобретение относится к термообработке нержавеющих сталей мартенситного и аустенитно-мартёнситного классов, например ОбХ1ЗД6Д2МБТ-Ш (ЭП817-Ш), 1Х15Н АМЗ-Ш (ЭП310-Ш), Х15Н5МВФБ (ВНС-16-Ш) и др.

Известен способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного и аустенитно-мартёнситного классов, включающий предварительный нагрев до температуры карбидообразования, для удаления диффузионноподвижного (атомарного/ водорода, закалку и старейие 1.

Недостатком его является невозможность использования для обезводороживания стали непосредственно в процессе упрочняющей термообра- . ботки.

Обезводоро : ивающиё нагревы, осуществляемые при температуре на 080°С температуры обратного превращения мартенсита .в аустенит (-- ) с длительными выдержками,

необходимыми для эффективного удаления атомарного водорода, приводят к интенсивному перестариванию и разупрочнению закаленной стали.

Обезводороживающие нагревы при более низкой температуре ( 00°С-, не вызывающие разупрочнения металла и соответствующие режимам упрочняющего старения, сопро ждаются значительным снижением ударной В1язкости полностью те|эмоо6раб6танной стали. - .

Цель изобретения - повышение пластичности за счет удаления атомарного водорода в процессе термообработки, повышение механических свойств и сопротивление стали додородному охрупчиванию.

Эта цель достигается способом, включаю1чим предварительный нагрев до температуры карбидообразования, / закалку и старение, перед старением проводят обезводороживающий нагрев в течение 10-70 ч при температуре

на ниже, а старение .на 20-60 С Ьыше температуры старения стали на максимальную прочность с выдержками, в 10-20 раз превышающими после нагрева время достижения максимального упрочнения при этих температурах.

При этом стели, содержащие пос:ле закдлки более 20-25% остаточного аустенита, подвергают обработке холодол при -70С в течение Т-2 ч или при -50°С в течение 2t .

Сталь после закалки подвергают низкотемпературному старению при температуре на 100-1БО С ниже температуры старения стали на максималную прочность с выдержками 2-5 ч.

Обезводоромивающий нагрев осуществляют в процессе нагрева дета лей под старение.

Пример выполнения способа для стали 06X14И6Д2МБТ-Ш ЭП817-Ш.: нагрев 850-660°С с выдержками 3-6 чj охяа хдение на воздухе; закалка при , 6хлах Дениё в масле; обработка холодом при -7б°С в течение 2 ч; предварительное низкотемпературное старение при 350°С в течение 2-3 ч; чеханическая обработка до минимальных сечений; обезводороживающий нагрев при 400®С с выдержками при толщине: до 20 мм 10 ч, 21-30 мм 20 ч, мм 35 ч, Н-50 мм 50 ч, 5Ь 60 мм 70 ч, старение 515 (52О)С с

выдёрнками после прогрева в течение 1-1,5 ч.

После указанной тер лообработки сталь содержит не более 0,5 г металла диффузионно-подвижного водорода и при уровне прочности 6g 135 it О кгс/мм обеспечивает высокие значения характеристик пластичности, вязкости и сопротивления

стали водородному охрупчиваийю.

Применение предлагаемого способа позволяет расширить возможность применения эффективной обезаоДороживающей обработки применительно к сталям мартенситного класса. Обеспечить более высокую технологичность и эффективность обезводороживания при совмещении с процессом упрочняющей термообработки. Дополнительно

повысить эксплуатационную надежность конструкций за счет одновременного повышения сопротивления термоупрочненной стали водородному охрупчиванию, например при случайном сохранении в стали полностью неудаленного при обезводороживании или вновь Попадающего при изготовлении деталей атомарного водорода.

Примеры влияния режима рбезводороЖивания и упрочняющей термообработки стали ЭП-817-Ш на содержание диффузионно-подвижного водорода, механические свойства и склонность к замещенному разрушению в термоупрочненном состоянии представлены

В таблице.

о

Lf I (Ч

. I

3 с

S S II S а X

Ш aa Z

п

I

)

о

X

( I

э «

n «) Э к

и S

о. Z

1Л

«ъ -а00 гг О 1Л

I

О

Vk

00

ri сч

I

о

t I о

vO

о

v

tn м

I

I

S

т

0) X (D

8

а о

ч ct U О

ьй со

со

N

k

о ил

О гХ

«

о

ил

оо ил

NO

л

I

о

«k

к 1Л

- РЛ ЧО

lA

1А

оо ««л

ил

-;r

I о

сэ

M

ол

о

о

UN см

00

см

to

-1Л

-т ил

о

I

ооо

V/

о

о

о

о

NO sO

NO

NO

см

«S (л

см

«M

if lf

ил

CMт(М tvl

-я- 1Л

-

-aо г

о

1

CM

-..

о о

о

о

о

Csl д- -а

if

о

ил

I f

«

о 1

I

I V I

I

ьь

о з:

к

и I Л О 6

чох

- U i

Z и

а Zю о го 4) о. I- о f-

о о

а шо ш а а с 0) ш

о с ш с

п S &

с гоU tjt-j

Uо ф х S е го

о m

о гос

а§ О го о. « « н

ш

. S «

с5 с;U

S I Ю

о. I обезводрромиванили старения, по предлагаемому способу для стали нарки ЭП817: Температура максимального упрочнения при старении 1 ч, Температурный интервал т безводоро нивающего нагрева, с sso-jao Температурный интервал, старения, °С 500-5 6 Времядостижения максимального упрочнения при старении температура, °С врег(я, мин время выдержки при старении после прогре129-2 0ва, мин 50-100 15-30 Формула изобретения Ь Способ термической обработки нержавеющих сталей мартенситного . и аустенитно-мартенситного классов, включающий предварительный нагрев до температуры карбидообразования, закалку и старение,отличающ и и с я тем, что, с .целью повы510 15 2б 25 39 35 0 шения пластичности за счет удаления атомарного водорода в процессе термообработки, повышения механических свойств и сопротивления стали водородному охрупчиванию, перед старением проводят обезводороживающий |Нагрев в течение 10-70 ч при температуре на 50-130°С нише, а старение - на 20-60°С выше температуры ста|1ения стали на максимальную прочность с выдepжкa 4И в 10-20 раз превышащими после нагрева время достижения максимального упрочнения при этих температурах. 2. Способ по п..1,отличаю щ и и с я тем, что стали, содеркащие После закалки более 20-251 остаточного аустенита, подвергают обработке холодом при 1-2 ч или при -50°С 2- ч.. . 3 Способ по пп. 1 и 2, о т л и чающийся тем, что сталь после закалки подвергают низкотемпературному старению при температуре на 100-15Р С ниже температуры старения стали на максимальную прочность с выдepжkaми 2-5 ч. . Способ .по п. 1, отличающий с я те;, что обезводораживающий нагрев осуществляют в процессе нагрева деталей под старение. Источники информации, принятые во внимание..при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №411138, кл. С 21 D 1/78, 1971. 2. Морозов А.Н. Водород и азот в стали. М,, Металлургиздат, 1968.