Способ обработки сварных изделийиз аустенитных коррозионностойкихсталей

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсннкСоциалистическнлРеслублии и 834156Опубликовано 30.05.81 Бюллетень 20Дата опубликования описания 06.06.81 по делам изобретений и открытий) Заивител ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ ИЗДЕЛРРОЗИОННОСТО ЯКИХ СТАЛ Е 3(54) СПОСУСТЕНИТНЫХ еспечивает досчных напряжеь сопротивляеточно высоким.жига требуется да на удаление оцессе отжига. ичение стойкосстрескивания ссти. Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано при термической обработке аппаратуры из аустенитных коррозионностойких сталей с метастабильным аустенитом, работающей под напряжением в агрессивных средах.В современном машиностроении для изготовления химаппаратуры, работающей в агрессивных средах, используются аустенитные коррозионностойкие стали. При их изготовлении методом вальцовки и сварки в 1 О изделиях возникают остаточные растягивающие напряжения, общий уровень растягивающих напряжений увеличивается избыточным давлением внутри аппарата, При эксплуатации подобные аппараты подвержены коррозионному растрескиванию (КР).Известны способы снятия остаточных напряжений в изделиях из аустенитной стали, заключающиеся в закалке в воду с температур 1050 - 1100 С. Однако при закалке деталей сложной геометрической формы в 20 результате резкого охлаждения остаточные напряжения снимаются не полностью и неравномерно по всей обрабатываемой поверхности. Известен способ обработки перфорированных изделий из аустенитных коррозионностойких сталей холодом в жидком азоте 1,Однако для сварных изделий эта обработка не дает существенного увеличения стойкости против КР.Известен способ термической обработки сварных изделий из аустенитной стали 12 Х 18 Н 10 Т, заключающийся в том, что после закалки с 1050 в 11 С изделия дополнительно подвергаются отжигу в интервале температур 870 - 900 С продолжительностью 2 3 ч, охлаждению до 300 С с регламентированной скоростью 80 в 1 град/ч и дальнейшим охлаждением на воздухе 2. Существующий способ об таточно полное снятие остато ний, но достигаемый уровен мости КР остается недоста Кроме того, после такого от дополнительная затрата тру окалины, образующейся в прЦель изобретения - увел ти против коррозионного ра получением светлой поверхно8341 бработка о предпааемому ежиму Изгибающиеез онагрузки,ботккгс/мм 2 3,2 2,4,3 7,4 0 10,5 25 15 Из экспериментальных результатов сле- отличающиися тем, что, с целью увеличениядует, что предлагаемый способ увеличения стойкости против коррозионного растрескистойкости против КР весьма эффективен. вания с получением светлой поверхности,40Предлагаемый способ обработки свар- выдержку и охлаждение при отжиге провоной химаппаратуры по сравнению с извест- . дят в атмосфере газообразного азота, а посным обеспечивает повышение стойкости к ле охлаждения изделия обрабатывают холоКР в 1,6 - 1,7 раза; позволяет получать свет- дом в жидком азоте в течение 20 - 30 мин.лую, неокисленную поверхность, а также 45 2. Способ по п. 1, отличающийся тем,увеличивает межремонтный цикл оборудо- что охлаждение до 300 С ведут со скоросвания. тью 120 - 130 град/ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеформула изобретения 1, Герасимов В. В. Коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей.1. Способ обработки сварных изделий из М., Металлургия, 1976, с.,161.аустенитных коррозионностойких сталей, 2. Авторское свидетельство СССРвключающий закалку, отжиг при 870 - 900 С205862, кл. С 21 Р /10, 1965.Составитель А. ДенисоваРедактор М. Ткач Техред А. Бойкас Корректор М. ШарошнЗаказ 40 О/49 Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Поставленная цель достигается тем, что выдержку и охлаждение при отжиге проводят в атмосфере газообразного азота, а после охлаждения изделия обрабатывают холодом в жидком азоте в течение 20 - 30 мин.При этом охлаждение до 300 С ведут со скоростью 120 - 130 град/ч,Отжиг при 900 С в азотсодержащей среде, кроме полного снятия остаточных растягивающих напряжений, способствует образованию на поверхности изделий диффузионного слоя толщиной 10 - 15 мкм, состоящего из нйтридов железа и хрома и вызывающего остаточные сжимающие напряжения порядка О - 12 кгс/мм. Кроме того,отжиг в среде азота препятствует образованию окалины.15Дальнейшая обработка холодом способствует прямому- Фпревращению с образованием до 1 О - 15% мартенситной фазы. Будучи анодной по отношению к аустенитной основе, мартенситная фаза электрохимически защищает сталь от КР. 20Создание высоких остаточных напряжений сжатия в приповерхностных слоях в сочетании с эффектом анодной электрохимической защиты позволяет повысить стойкость против КР в 2,5 - 3 раза по сравне 56нию с известным способом обработки сварных изделий.П р и м е р. Проводится термическая обработка сварных образцов из стали 12 Х 18 Н 10 Т (С 0 09% %0 37%; Сг 17 86% Т 1 0,68%, Образцы отжигают в печи в среде технического азота при 900 С 2 ч и охлаждают до 300 С с регламентированной скоростью50 град/ч. Дальнейшее охлаждение осуществляют на воздухе. После этого образцы обрабатывают жидким азотом при 196 С 20 мин. Образцы-свидетели изготавливают из стали той же плавки, сваривают по тем же самым режимам и подвергают обработке по известным методам; В одном случае воспроизводится известный режим отжига, в другом случае сварные образцы подвергают обработке холодом в жидком азоте в течение 20 мин.Испытания на КР проводятся ускоренным методом в 42%-ном кипящем растворе МдС при изгиба 1 ощих нагрузках с наложением тока анодной поляризации плотностью 0,57 мА/см 2.Результаты испытаний представлены в таблице, где время до растрескивания в часах дано в зависимости от приложенных напряжений,