SU1624033A2

SU1624033A2 - Способ обработки изделий из нержавеющих сталей

Info

Publication number: SU1624033A2
Application number: SU894661900A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Лещенко; Юрий Петрович Гуль; Александр Павлович Клименко; Юрий Степанович Дворядкин
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1991-01-30

Abstract

Изобретение относитс к деформационной термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении тонкостенных труб ответственного назначени , в частности при изготовлении тепловыдел ющих элементов дерных реакторов. Цель изобретени - улучшение качества изделий путем повышени высокотемпературной прочности и термической стабильности упрочнени стали. Сущность изобретени заключаетс в том, что нагрев изделий осуществл ют в жидкой защитной среде с теплоемкостью 0,10-0,48 ккал/кг. град. В качестве среды используют жидкий азот или аргон. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. i (Л

Description

Изббретение относитс к деформационной термической обработке стали, может быть использовано в черной металлургии при изготовлении тонкостенных труб ответственного назначени , в частности дл тепловыдел ющих элементов дерных реакторов, и вл етс усовершенствованием известного способа по основному авт.св. fr1421782.

Цель изобретени - улучшение качества изделий путем повышени высокотемпературной прочности и термической стабильности упрочнени стали.

Сущность изобретени заключаетс в том, что согласно способу, включающему нагрев до 1200-1250°С, охлаждение до криогенных температур, отогрев до комнатной температуры, холодную пластическую деформацию и отпуск, нагрев прои-з од т в жидкой тапитной среде с теплоемкостью 0,20- 0,48 ккал/кг-град, при этом нагрев может осуществл тьс в жидком азоте или арГоне.

Формирование регламентированиой термоустойчивой субструктуры может быть осуществлено при пластическом деформировании материала с очень сильной пересыщенностью избыточными ваканси ми (против равновесного их содержани при температуре деформировани ) .

Однако в известном техническом решении из-за того, что нагрев и охлаждение производ т в различных средах (или в одной среде, но с различным агрегатным состо нием), между моментом окончани нагрева до требуемой температуры (1200-1250 С) и последующим ускоренным охлаждением до

о го

Јь

О 00 00

N)

криогенных температур всегда проходит определенное врем , а высокотемпературные вакансии обладают черзвычайной подвижностью, в результате чего к моменту начала охлаждени их избыточна концентраци снижаетс , что отрицательно сказываетс на совершенстве субструктуры, высокотемпературной прочности и др.

По предлагаемому способу нагрев издели производ т в среде, котора одновременно вл етс охладителем, причем с охлаждающей способностью, достаточной дл обеспечени процесса вакансионной закалки. В то же врем эта среда защитна (безокислительна ) дл предотвращени процесса окалино- образовани при высокотемпературном нагреве, инертна (вэрыво- и токсико- безоласна) и обеспечивает переохлаждение до криогенных температур (ниже -80°С). Перечисленными свойствами обладают, например, жидкий азот или аргон, имеющие теплоемкость 20 - 48 ккал/кг град.

Следовательно, при обработке изделий из аустенитных нержавеющих сталей по предлагаемому способу после прекращени нагрева (например, путем пропускани тока через изделие) до требуемой температуры (1200-1250°С) в жидкой защитной среде с теплоемкостью 0,20-0,48 ккал/кг град мгновенно начинаетс охлаждение с требуемой скоростью до криогенных температур при сохранении в твердом растворе значительно большей концентрации высокотемпературных вакансий, чем при обработке по известному способу. В результате при последующей холодной пластической деформации при комнатной температуре происходит формирование субструктуры с термостойкими полигональными субграницами, повышаетс высокотемпературна прочность и термическа стабильность упрочнени .

Если нагрев производ т в жидкой защитной среде с теплоемкостью менее 0,20 ккал/кг.град, то не обеспечиваетс необходима интенсивность охлаждени с температуры нагрева до криогенных температур, в ходе охлаждени происходит отжиг вакансий, снижаетс избыточна их концентраци перед деформацией , формируютс менее устойчивые субграницы, снижаетс высокотемпературна прочность и термическа стабильность упрочнени . Если нагрев

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

производ т в среде с теплоемкостью более 0,48 ккал/кг.град, то дальнейших изменений в субструктуре не происходит (концентраци избыточных вакансий не увеличиваетс ), однако известные среды либо не обеспечивают требуемой конечной температуры (аммиак ) , либо не обеспечивают гарантированную безопасность осуществлени процесса (жидкий водород, кислород).

Пример. Трубные заготовки из аустенитной стали марки 00X16Н1 5МЗБ размером 7,,29 мм подвергают комплексной термомеханической обработке с изготовлением холоднодеформи- рованных труб размером 5,,3 мм.

Часть труб изготавливают согласно известному способу. Заготовки нагревают в защитной газовой атмосфере (аммиак) путем пропускани тока до температуры 1200°С с последующим охлаждением в среде жидкого аммиака с переносом в жидкий азот. Затем непосредственно перед холодной деформацией заготовки нагревают до комнатной температуры, а деформацию со степенью 20% осуществл ют путем безопра- вочного волочени на размер 5,8 х х 0,3 мм. Окончательной операцией вл етс отпуск труб при 800°С в течение 1,5 ч.

Партию заготовок подвергают также обработке по предлагаемому способу, при этом нагрев заготовок до 1200°С производ т в жидких защитных средах с теплоемкостью 0,15-0,50 ккал/кг. град (азот, аргон, аммиак, смеси на их основе), которые одновременно после прекращени нагрева (отключени тока) вл ютс также охладител ми. Остальные операции комплексной обработки производ т аналогично режимам известного способа.

Готовые трубы подвергают испытани м на раст жение при 700аС, измер ют твердость после нагрева до 700 и 800°С.

Режимы обработок и результаты исследований приведены в таблице.

Сравнительные механические испытани труб, подвергнутых обработке по известному и предлагаемому способам, показали, что после обработки по предлагаемому способу предел прочности стали при температуре испытаний увеличиваетс на 15Z, что свидетельствует о повышении высокотемпературной прочности, а более высока твер-

дость стали (после предварительного нагрева до 700 и 800°С) подтверждает более высокую стабильность упрочненного состо ни при нагреве.

Claims

1. Способ обработки изделий из нержавеющих сталей по авт.св. № 1421782, отличающийс тем, что, с целью улучшени качест

|ва изделий путем повышени выСоКо-- температурной прочности и термической стабильности упрочнени стали, нагрев провод т в жидкой защитной среде с теплоемкостью 0,20 - 0,48 ккал/кг,град.

2. Способ по п. отличающийс тем, что в качестве защитной среды используют жидкий азот или аргон.

Известный ПредСоставитель А.Кулемин

Редактор М.Петрова Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 170

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рау ска наб., д. 4/5

490

246

220

Подписное