Способ термической обработки аустенитных сплавов

СОЮЗ СОЭЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК СУДАРСТНЕДЕЛАМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СТВ сплавы. СправочнО. Прецизионнь974, с. 294 ЫЙ НОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский вечерний металлургический институт и Центральный научноисследовательский институт чернойметаллургии им. И.П, Бардина(56) Авторское свидетельство СССРУ 518531, кл. С 21 Р 1974.Авторское свидетельство СССРВ .377347, кл. С 21 О 1971.Патент США У 341033, кл. 75-128,1968.(54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНЫХ СПЛАВОВ, включающийнагрев до температуры аустенизации,закалку, отпуск и старение цри95+10 С в.течение 48 ч с охлаядением на воздухе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью стабилизациитемпературного коэффициента линейного расширения в интервале до 240 Си повышения твердости предела прочности точки Кюри, нагрев, закалку,отпуск и старение осуществляют в атмосфере азота под давлением 10 -210 МПа.Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к термической обработке аустенитных сплавов,точнее аустенитньгх сплавов, содержащих азот для обеспечения определенных свойств.Целью изобретения является стабилизация температурного коэффициента линейного расширения в интерваледо 240 С, повышение твердости, пре Оодела прочности и точки Кюри.Указанная цель достигается тем,что согласно способу термическойобработки аустенитных сплавов, включающему нагрев до температуры аустенизации, закалку, отпуск и старениепри 95+10 С в течение 48 ч, нагрев,закалку, отпуск и старение осуществляют в атмосфере азота под давлением 10 - 210 МПа, 20Нагрев до 800-1200 С в атмосферепод его давлением 10-210 МПа и выдержка при этой температуре обеспечивают создание сплавов с высокимсодержанием азота, которые в атмосферных условиях представляют собойпересьпценный твердый раствор поазоту. Отпуск указанных сплавов при300-700 С под давлением азота 10210 МПа приводит к образованию нит- ЗОридных и карбонитридных фаз, степень дисперсности которых определяетсятемпературой и давлением, Старениево избежания потерь азота за счетего выхода из твердого раствора в атмосферных усЛовиях проводится под давлением 10-210 МПа.Предлагаемый способ термическойобработки обеспечивает получениесплавов с содержанием азота 0,20,88 вес.и, как следствие, за счетобразования мелкодисперсных нитридов.о200-300 А приводит к упрочнению иувеличению твердости.Давление азота менее 10 МПа приводит к выходу азота из твердого раствора. Повышение давления выше 210 МПа не дает дальнейшего увеличения содержания азота в твердом растворе и является нецелесообразным.5 ОП р и м е р 1. Образцы размером4 мм и длиной 20 мм из аустенитного сплава (инвара) следующего химического состава, вес. ; 35 никеля, 1,0 хрома, 0,7 циркония, железо и 55 примеси - остальное, насыщенные азо. том до содержания 0,04, нагревают до 850 С в атмосфере азота под егод давлением 100 МПа, выдерживают при указанных температуре и давлении в течение 5 ч, охлаждают под давлениемазота 100 МПа со скоростью 4 -5 град/с до комнатной температуры.Отпуск производят в атмосфере азотапод его давлением 100 МПа при 300 С1 ч, старение при 95 С 48 ч под даволением азота 100 МПа.Такая обработка обеспечиваетвведение 0,2 вес.азота, что существенно превышает равновесную растворимость. Азот распределяется по всему сечению образца. Происходит упрочнение сплава за счет образованиямелкодисперсных частиц нитридов циркония (ЕгМ) размером 200-300 А, чтоприводит к увеличению твердости от120 до 280 НЧ кг/мм, на 37 С повьюшает точку Кюри сплава, обеспечива.ет линейный ход кривой зависимостиТ к сплава от температуры в интервале 100-(-180) С,П р и м е р 2. Образцы размером4,2 х 4; 5 х 70 мм из аустенитного сплава следующего химического состава,вес,%; 28 никеля, 1,5 ванадия,0,07 азота, железо и примеси - ос.тальное, нагревают до 1200 С в атмософере азота под его давлением 210 МПа,выдерживают при указанных температуре и давлении в течение 3 ч 20 мин,после чего охлаждают со скоростью10 град/с до 700 С, подвергают отпуску при этой температуре в течение5 ч и десятичасовому старению прио100 С. Отжиг и старение производятв атмосфере азота под его давлением210 МПа. Затем охлаждают до комнатной температуры со скоростью 10 град/с.В результате такой обработки содержание азота в сплаве достигает,0,88 вес. . и образуются мелкодисперсные частицы нитрида ванадия (ЧИ)оразмером . 200 А по всему сечениюобразца. Это приводит к увеличениютвердости от 100 до 180 НЧ кг/мм,чему отвечает увеличение пределатекучести от 31 до 59 кг/мм,П р и м е р 3. Образцы размером4 мм, длиной 20 мм из аустенитногосплава (инвар) следующего химического состава, вес.%: 35 никеля,1,0 хрома, 0,7 циркония, 0,04 азота,железо и примеси - остальное нагре-0Эвают до 1000 С в атмосфере азотапод его давлением 10 МПа, выдерживают при указанных температуре иНагрев до темТемперату ра отпусо ка, С Способ термической обработки Т-6210, НЧ, К -" Н/мм ператуо ры, С 8, Т, Скг/мм 2 580 244 800 300 Предлагаемый 600 500 600 700 590 244 900 300 600 500 700 630 244 1200 300 610 1,7 290 2,0 320 500 650 700 700 Р=8 МПа 1220 700 . 200 Р=8 МПа 210 2,2 115 450 1220 750 Р= =220 МПа 250 2,6 410 720 Известный 3 Известйый 21 210 315 850 210 625 1000-1200 з 11 давлении в течение 4 ч 20 мин, охлаждают под давлением азота 10 МПа . со скоростью 4-5 град/с до комнатной температуры. Отпуск производят в атмосфере азота под его давлением 10 Мпа при 315 С 1 ч старение при 95 С 48 ч под давлением азотаР10 МПа.В результате Такой обработки содержание азота в сплаве составляет О, 28 вес.7. Азот распределяется равномерно по всему сечению образца. 71543 4За счет образования мелкодисперсныхчастиц нитрида циркония (ЕгМ) размером 200-300 А происходит упрочнение сплава. Твердость увеличиваетсяот 120 до 320 НЧ кг/мм, температура точки йори становится вьппе на31 С.В таблице приведены примеры осуществления предлагаемого и извест О ных способов, а также свойства сплавов (инвар), обработанных по даннымрежимам. Свойства сплава при давлении азотаМПа 241 1,6 280 1,8 300 1,8 300 241.1,6 280 1,9 300 1,9 3001171543 Продолжение таблицы1 ва сплава при давлении азота, МПа НЧ,Н/мм,9 620 0 90 9 2,1 Составитель Г. Дудикдактор В. Иванова Техред М,Гергель Корректор О. Тиго 1/28 Ти ВНИИПИ Госуд по делам 13035, Москва, 5 аз 4 Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 илиал Известный ЗД 2,3 Известный 2 2,5 рственного зобретений Ж, Рауш Подписно омитета СССР открытий ая наб., д, 4/5