SU411138A1 - - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области термической обработки сталей переходного класса.The invention relates to the field of heat treatment of transitional steel.

Известен способ термической обработки указанных сталей, включающий аустенизацию при 1000-1070°С, обработку холодом при (-50)- - (-70) °С с последующим старением (отпуском ) при 200-450°С. Така  технологи  упрочн ющей термообработки сталей обеспечивает нар ду с высокой прочностью высокие пластичность и в зкость. Например, сталь 1Х15Н4АМЗ (ВНС-5) имеет оь 160 кг/мм, 6s 15%, -ф 50-60%, а,, 12-14 кгм/см ; сталь Х16Н6 имеет оь 125 кг/мм, 6s 18%, ф 60- 65%, GI, 14-18 КГМ/СМ2.A known method of heat treatment of these steels, including austenization at 1000-1070 ° C, cold treatment at (-50) - - (-70) ° C with subsequent aging (tempering) at 200-450 ° C. Such technology of hardening heat treatment of steels provides, along with high strength, high ductility and toughness. For example, 1H15N4AMZ (VNS-5) steel has about 160 kg / mm, 6s 15%, - 50-60%, and 12-14 kgm / cm; X16H6 steel has about 125 kg / mm, 6s 18%, f 60-65%, GI, 14-18 KGM / CM2.

Недостатком известного способа  вл етс  хрупкость металла, имеюща  место при изготовлении .деталей и полуфабрикатов больших толщин. Хрупкость про вл етс  в пониженном значении сужени  площади поперечного сечени  (a|5).The disadvantage of this method is the brittleness of the metal, which occurs during the manufacture of parts and semi-finished products of large thickness. The fragility manifests itself in a reduced value of the narrowing of the cross-sectional area (a | 5).

Пониженна  пластичность про вл етс  особенно на стали с обработкой на высокую прочность (0ь 160+10 кг/мм). Величина поперечного сужени  (ijj) на разрывных образцах составл ет на некоторых плавках 18-20% (при норме ).Reduced ductility appears especially on steel with high strength treatment (160 x 10 + 10 kg / mm). The amount of transverse constriction (ijj) on discontinuous samples is 18-20% at some heats (at normal).

Установлено, что повышенна  пластичность стали св зана с наличием в ней повышенного количества водорода, трудно удал емого из центральных слоев массивных сечений. Трудность удалени  водорода из сталей переходного класса заключаетс  в том, что в этих стал х имеет место резко выраженна  аустенитна  полосчатость, св занна  с некоторой ликвационной неоднородностью. Растворимость водорода в аустените выше, чем в мартенсите, а коэффициент диффузии значительно ниже, поэтому обычный диффузионный отжиг, проводимый при максимальных температура существовани  альфа-фазы дл  сталей перлитного и мартеиситного классов, не  вл етс  эффективным дл  сталей нереходного класса.It has been established that the increased ductility of steel is associated with the presence in it of an increased amount of hydrogen, which is difficult to remove from the central layers of massive sections. The difficulty of removing hydrogen from transitional grade steels lies in the fact that in these steels there is a pronounced austenitic streaking associated with some segregation heterogeneity. The solubility of hydrogen in austenite is higher than in martensite, and the diffusion coefficient is much lower, so the usual diffusion annealing, carried out at the maximum temperature of existence of the alpha phase for steels of pearlite and marcite classes, is not effective for non-transitional steels.

При анализе изломов разрывных образцов с низкой пластичностью установлено, что началом разруше)ш   вл ютс  трещины, возникаюнд ,ие в аустенитных полосах. При пластической деформации в процессе раст жени  происходит превращение аустенита в мартенсит , и степень перенасыщени  водорода при этом резко возрастает (так как растворимость водорода в аустените выше, чем в мартенспте ).When analyzing the fractures of ruptured samples with low ductility, it was established that the beginning of the fracture is the cracks that occur in the austenitic bands. During plastic deformation in the process of stretching, austenite is transformed into martensite, and the degree of hydrogen oversaturation sharply increases (since the solubility of hydrogen in austenite is higher than in martenspe).

Целью изобретени   вл етс  повышение пластичпости за счет предварительного удалени  водорода па детал х и полуфабрикатах больших толщин (30 мм). Это достигаетс  тем, что перед аустенизацией производ т двухчетырехкратпый нагрев стали до температуры интенсивного карбидообразовани  (590- 900°С) с последуюн,им охлаждением послеThe aim of the invention is to increase ductility by preliminarily removing hydrogen on parts and semi-finished products of large thickness (30 mm). This is achieved by the fact that before austenization a two-quadruple heating of the steel is carried out to a temperature of intensive carbide formation (590–900 ° C) followed by cooling after

каждой ступени ниже температуры конца мартенситного превращени  и последующий нагрев при температурах па 40-80°С ниже температуры обратного превращени  мартенсита в аустепит в течение 3-20 час.each step is below the temperature of the end of the martensitic transformation and subsequent heating at temperatures of 40-80 ° C below the temperature of the reverse transformation of martensite to austepit for 3-20 hours.

Дл  устранени  хрупкости в стал х переходного класса, вызванной повышен 1ым содержанием водорода, водород удал ют комбинированной термической обработкой, заключающейс  Б предварительном устранении аустенитной полосчатости, и последующим диффузионным отлсигом при максимально возможной высокой температуре существовани  мартенсита . Аустенитна  полосчатость может быть устранена путем нагрева стали в зоне интенсивного карбидообразовани  (590- 900°С); нри этом в результате выделени  карбидов и обеднени  аустенита углеродом, хромом , молибденом и другими карбидообразующими элементами повыщаетс  температура мартенситного превращени , и аустенит в зоне ликвацнонных полос при охлаждении до компатной температуры превращаетс  в мартенсит .In order to eliminate brittleness in transition-grade steel, due to increased hydrogen content, hydrogen is removed by combined heat treatment, which consists of preliminary elimination of austenitic banding, and subsequent diffusion at the highest possible martensite temperature. Austenitic banding can be eliminated by heating the steel in the zone of intense carbide formation (590–900 ° C); At the same time, as a result of the precipitation of carbides and the depletion of austenite by carbon, chromium, molybdenum and other carbide-forming elements, the temperature of martensitic transformation increases, and austenite in the zone of liquate bands, when cooled to the temperature, becomes martensite.

В аустенитных полосах содержитс  более высокое количество углерода, поэтому образовапие карбидов и повышение температуры мартенситного нревращени  нроисходит здесь более интенсивно, чем в остальном металле.The austenitic bands contain a higher amount of carbon, therefore, the formation of carbides and the increase in the temperature of martensitic transformation are more intense here than in the rest of the metal.

При последующем диффузионном отжиге дл  удалени  водорода его температура должна быть на 40-80°С ниже температуры обратного превращени , так как места бывщих аустенитных полос обогащены никелем, который понижает темнературу обратного превращени  аустенита. Если при диффузиоппом отжиге места бывшей аустенитной полосчатости снова превращаютс  в аустенит, удал ть водород очень трудно.During subsequent diffusion annealing to remove hydrogen, its temperature should be 40-80 ° C below the reverse transformation temperature, since the sites of the former austenitic bands are enriched with nickel, which lowers the temperature of the reverse austenite transformation. If, when diffusively annealing, the places of the former austenitic streakiness again become austenite, it is very difficult to remove the hydrogen.

Описываемый способ термической обработки нержавеющих сталей переходпого {аустенитно-мартенситного ) класса заключаетс  в том,, что перед упрочн ющей термообработкой: аустепизацн  при температуре 1000- 1070°С, обработка холодом при температуре (-50) -(-70)°С и старение (отпуск) при температуре 200-450°С производ т двух-четырехкратный нагрев стали при температуре интенсивного карбидообразовани  (590-The described method of heat treatment of stainless steels of the transition (austenitic-martensitic) class consists in the fact that before the hardening heat treatment: austeptizat at a temperature of 1000-1070 ° C, cold treatment at a temperature of (-50) - (- 70) ° C and aging (tempering) at a temperature of 200-450 ° C, the steel is heated two to four times at a temperature of intense carbide formation (590-

900°С) с последующим охлаждением после каждой ступени ниже температуры конца мартенситного превращени  и последующий нагрев при температурах на 40-80°С ниже температуры обратного превращени  мартенсита в аустенит в течение 3-20 час.900 ° C) followed by cooling after each step below the temperature of the end of martensitic transformation and subsequent heating at temperatures of 40-80 ° C below the temperature of the reverse transformation of martensite to austenite for 3-20 hours.

В качестве нримера осуществлени  предлагаемого способа термообработки провод т исследование на гагаринских образнах (d 5 мм;As an example of the implementation of the proposed heat treatment method, a study was carried out on the Gagarin samples (d 5 mm;

/ 55 мм) стали 1Х15Н4АЛ13 (ВНС-5), вырезанных из заготовки толщиной 70 мм, термообработанной на стандартном лабораторном оборудовании. Режим термообработки заготовки следующий: сначала нредварительна  обработка по разработапному снособу (780°С, т 10-14 час, охлаждение па воздухе до комнатной температуры; 590°С, т 6-10 час, охлаждение на воздухе до комнатной температуры; 890°С, т 12-/ 55 mm) of 1H15N4AL13 (VNS-5) steel, cut from 70 mm thick billet, heat-treated on standard laboratory equipment. The mode of heat treatment of the workpiece is as follows: first, preliminary processing according to the development method (780 ° C, tons 10-14 hours, air cooling to room temperature; 590 ° C, 6-10 hours, air cooling to room temperature; 890 ° C, t 12-

14 час, охлаждепие на воздухе до комнатной температуры; 660°С, т 8-10 час, охлаждение на воздухе до комнатной температуры; 520°С, т 10 час, охлаждение на воздухе); затем упрочн юща  обработка (аустенизаци  с14 h, air cooling to room temperature; 660 ° C, t 8-10 hours, air cooling to room temperature; 520 ° C, t 10 hours, air cooling); then hardening treatment (austenitization with

1070°С + обработка холодом при -70°С в течение 6-8 час + старение (отпуск) при 200°С в течение 1-3 час, охлаждение на воздухе). При этом получают следующие механические свойства; аь 160 кг/мм ; ф 60%; излом - в зкий .1070 ° С + cold treatment at -70 ° С for 6-8 hours + aging (tempering) at 200 ° С for 1-3 hours, air cooling). The following mechanical properties are obtained; AI 160 kg / mm; f 60%; kink - in vzky.

Предмет изобретени Subject invention

1.Способ термической обработки сталей аустенитно-мартенситного класса, включающий аустеннзацию, обработку холодом и старение , о т л ИЧ а ю щ и и с   тем, что, с целью повыщени  пластичности путем предварительного удалени  водорода, перед аустенизацией производ т мпогократный нагрев стали до1. A method of heat treatment of steels of austenitic-martensitic class, including austennization, cold treatment and aging, and with the fact that, in order to increase plasticity by preliminary removal of hydrogen, before austenization, the steel is heated several times

температуры карбидообразовани  с охлаждением после каждой ступени ниже температуры конца мартенситного нревран1епи  и носледующий нагрев нри температурах на 40-80°С пиже температуры обратного превраш,еНИИ мартенсита в аустенит в течение 3- 20 час.after each step, the carbide formation temperature with cooling is lower than the end temperature of the martensitic low temperature and subsequent heating at temperatures of 40-80 ° C. The temperature of the reverse temperature is higher, the EHII of martensite into austenite for 3-20 hours.

2.Снособ по и. 1, отличающийс  тем, что производ т двух-четырехкратный пагрев до 590-900°С.2. Method according to and. 1, characterized in that it produces two to four pagreva to 590-900 ° C.