SU1142517A1 - Способ термической обработки отливок из нержавеющих мартенситностареющих сталей - Google Patents

Abstract

1 .СПОСОБ, ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОТЛИВОК ИЗ НЕРЖАВЕЮЩИХ МАРТЕНСИТНОСТАРЕНЩИХ СТАЛЕЙ, включанзщий аустенизацию, охлаждение и изотермическую выдержку в интервале температур начала и конца мартенситного превращени , стабилизирующий отпуск, обработку холодом и стаотличающийс  рение , тем, что, с целью повышени  ударной в зкости, охлаждение с температуры аустенизации в интервале температур на 50-350 С выше точки начала мартенситного превращени  провод т со скоростью 40-150°С/ч. 2.Способ по п. 1, от л ичающийс  тем, что изотермическую выдержку в интервале температур начала и конца мартенситного превращени  провод т при комнатной температуре в процессе вылеживани  отливок на воздухе. 3.Способ по п. 1, отлича (Л ющийс  теМд что охлаждение со скоростью 40-150 С/ч провод т в интервале 500-200 С.

Description

ti SD СЛ

1

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано при термической обработке фасонных отливок, изготовл емых из нержавеющих мартенситностареющих сталей, преимущественно криогенного назначени  .

В энергомашиностроении при изготовлении отливок литьем по выплавл емым модел м широко используютс  высокопрочные кобальт-молибденовые стали открытой выплавки.

Известен способ, включающий закалку с температуры 1000-1130 С, обработку холодом при -УО-с и старение при 450-550°С .

Однако отливки из сталей этого состава характеризуютс  низкой ударной в зкостью, особенно при крио1-енных температурах эксплуатации.

Известен способ термической обработки нержавеющих сталей, в котором дл  повышени  в зкости используетс  эффект дополнительной стабилизации вторичного аустенита обратного оС- у сообщени . Способ включает предварительную закалку с многократной перекристаллизацией, нагрев до менскритического интервала температур обратного превращени  и изотермические выдержки в этом интервале , низкотемпературную закалку с температуры 800-900 С и старение 2 .

Однако термическа  обработка по этому способу не обеспечивает требуемой в зкости высоколегированных кобальт-молибденовых сталей, что св зано с образованием при нагреве под низкотемпературную закалку охрупчквающих избыточных молибденсодержащих фаз типа Tfey Mo.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ термической обработки отливок из нержавеющих мартенситностареющих сталей, включающий аустенизацию , охлаждение и изотермическую вьщержку в интервале температур начала и конца мартенситного превращени , стабилизирующий отпуск , обработку холодом и старение з.

Недостатком известного способа термической обработки  вл етс  его нетехнологичность, заключающа с  в использовании специальной закалочной среды, температура которой

1425172

должна находитьс  в межкритическом интервале температур обрабатьтаемой стали, а также в необходимости ускоренного переноса деталей из закалочной среды в отпускную печь во избежании подстуживани  деталей до температур ниже конца мартенситного превращени . При термической обработке фасонных отливок с тонкими стенками этого подстуживани  избежать практически невозможно, что приводит к недостаточной стабилизации аустенита и понижению в зкости стали в тонких сечени х отливок.

Цель изобретени  - повышение ударной в зкости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу термической обработки отливок из нержавеюпщх мартенситностареющих сталей, включающему аустенизацию, охлаждение и изотермическую выдержку в интервале температур начала и конца.мартенситного превращени , стабилизирующий отпуск, обработку холодом и старение, охлаждение с температуры аустенизации в интервале температур на 50-350 С выше точки .jQ начала мартенситного превращени  провод т со скоростью 40-150°С/ч.

Изотермическую вьщержку в интервале температур начала и конца мартенситного превращени  провод т при комнатной температуре в процессе вьшеживани  отливок на воздухе.

Охлаждение со скоростью 40-150 С/ч, провод т в интервале 500-200с. . .

Проведение охлаждени  с заданной скоростью в температурном интервале выще точки начала мартенситного превращени  (Му) способствует понижению критических точек стали, обусловленном сегрегацией примесей внедрени  к местам с повьппенной плотностью дислокаций и уменьшением подвижности дислокаций (процесс предварительного .деформационного старени  аустенита).

В литейньпс нержавеющих мартенситнос ,тареющих стал х точка конца мартенситного превращени  понижаетс  ниже комнатной температуры, что позвол ет исключить вьщержку в специальной закалочной среде в процессе охлаждени  с температуры аустенизации , а необходимое количество фазor наклёпанного аустенита, стабилизи3 руемого при последующем отпуске, получать в процессе вьшеживани  отливок на воздухе при комнатной температуре . Нар ду с повышением технологичности обработки предлагаемый способ повышает в зкость фасонных отливок, так как исключает подстуживание отливок ниже точки конца мартенситного превращени  перед проведением стабилизирующего отпуска. При охлаждении отливок с температуры аустенизации со скоростью более 150°С/ч в заданном температур ном интервале, так же как и при охлаждении с заданной скоростью в интервале ниже точки М + 50°С, понижение критических точек практически не происходит, так как процесс сегрегации примесей внедрени  происходит недостаточно интенсивно. Понижение критических точек не наблюдаетс  также при заданном охлаждении в температурном интервале вьте точки М + 350°С, так как при этих температурах вследствие повышени  диффузионной подвижности примесей внедрени  дислокации раскреп л ютс  (происходит перестаривание аустенита), Охлаждение отливок со скоростью менее 40°С/ч в заданном интервале нецелесообразно, так как процесс сегрегации примесей внедрени  практически заканчиваетс  и дополнитель ного положительного эффекта не набл даетс . Пример . Способом лить  по выплавл емым модел м изготавливают фасонные отливки (крыльчатки) из 174 нержавеющей мартенситностареющей стали открытой выплавки следующего химического состава, вес.%: углерод 0,03, азот 0,05; хром 10,9, никель 4,5; кобальт 8,7; молибден 3,9; марганец 0,4, кремний 0,3, железо и примеси остальное. После предварительных операций гомогенизационного отжига отливки термообрабатывают по следующим режимам: аустенизаци  в контейнерах с защитной средой при 1050 С, 2ч, охлаждение на воздухе со скоростью соответственно 40, 100 и 150 С/ч ( 1, 2, 3 варианты термообработки) в температурном интервале 500-200 С, изотермическа  выдержка при комнатной температуре в процессе вылеживани  отливок на воздухе в течение ч, стабилизирующий отпуск при 150 С 4-10 ч, обработка холодом при 2 ч, старение 500°С 3 ч. Параллельно термообрабатывают партию отливок аналогичной конструкции и состава по известному способу, отличающемус  от предлагаемого ускоренным охлаждением с температуры аустенизации и проведением изотермической вьщержки в специальной закалочной среде (закалка в кип щую воду) с последующим переносом гор чих отливок в отпускную печь. После термической обработки провод т испытани  механических свойств образцов, вырезанных из тонких сечений (лопаток) отливок. Сравнительные результаты испытани  механических свойств после термообработки по известному и предлагаемому способам приведены в таблице .

(известный способ) 138

112

9,0 9,0 8,5

65

6,5

2,3 Как следует из приведенных в таблице данных:, после термической обработки отливок по предлагаемому способу Существенно повышаетс  в зкость стали при сохранении уровн  прочности. Применение предлагаемого способа термической обработки позвол ет использовать высокопрочные нержавею щие мартенситностареющие стали в ответственных конструкци х криогенного назначени  вместо низкопрочных сталей аустенитного или мартенситного классов, что обеспечивает уменьшение веса конструкций при сохранении их эусплуатационной надежности . Годовой экономический эффект от внедрени  способа термообработки составл ет 50 тыс. руб.

Claims (3)

1 .^СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ОТЛИВОК ИЗ НЕРЖАВЕЮЩИХ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ, включающий аустенизацию, охлаждение и изотермическую выдержку в интервале температур начала и конца мартен ситного превращения, стабилизирующий отпуск, обработку холодом и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости, охлаждение с температуры аустенизации в интервале температур на 50-350°С выше точки начала мартенситного превращения проводят со скоростью 40-150°С/ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изотермическую выдержку в интервале темпе ратур начала и конца мартенситного превращения проводят при комнатной температуре в процессе вылеживания отливок на воздухе.

3. Способ по п. 1, о т л и ч ю щ и й с я темj что охлаждение скоростью 40-150°С/ч проводят в интервале 500-200°С.

асо * (/)