Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ - Патент РФ 2103382
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к термической обработке сварных соединений из дисперсионно-твердеющих сталей, относящихся к классу мартенситно-стареющих и работающих в условиях вибрации, высоких температур и агрессивных сред. Цель - повышение выхода годных изделий, выполненных из мартенситно-стареющих сталей, содержащих никель, и работающих в экстремальных условиях. Детали, выполненные из мартенситно-стареющей стали, перед сваркой подвергают термической обработке по режиму: нагрев до температуры 650-670oC, выдержка в течение 3,5-4,0 ч и охлаждение на воздухе. Далее детали подвергают аргоно-дуговой сварке и контролируют наличие микротрещин в сварном соединении методом рентгена и цветной дефектоскопии. Анализ показал отсутствие в них трещин. После сварки осуществляют термическую обработку изделия по режиму: нагрев до температуры 1000 ± 15oC, выдержка 50-60 мин и охлаждение на воздухе.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2103382
Класс(ы) патента: C21D6/00, C21D9/50
Номер заявки: 96118611/02
Дата подачи заявки: 18.09.1996
Дата публикации: 27.01.1998
Заявитель(и): Семенов Виктор Никонорович
Автор(ы): Семенов Виктор Никонорович
Патентообладатель(и): Семенов Виктор Никонорович
Описание изобретения: Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к термической обработке сварных соединений из дисперсионно-твердеющих сталей, относящихся к классу мартенситно-стареющих и работающих в условиях вибрации, высоких температур и агрессивных сред.
Изделия, выполненные из мартенситно-стареющих сталей и работающие в экстремальных условиях, представляют собой сложные конструкции со значительным количеством сварных соединений. В связи с высокой прочностью и низкой пластичностью этих сталей в процессе сварки в сварных соединениях возникают напряжения, приводящие к появлению в них трещин и выходу из строя изделий при эксплуатации. Для снятия напряжений требуется термическая обработка этих соединений.
Известен способ термической обработки сварных соединений из мартенситно-стареющих сталей, заключающийся в том, что перед сваркой проводят многократную закалку, причем температура последней закалки составляет 760-800oC, а затем проводят старение при 500-550oC, сварное соединение упрочняют путем нагрева до температуры 300-380oC и выдержки при ней в течение 10-50 ч [1]. Закалка основного материала при 760-800oC с последующим старением позволяет обеспечить высокий предел прочности при повышенном сопротивлении коррозионному растрескиванию. Старение сварного соединения при температуре 300-380oC обеспечивает повышение пластичности стали, поскольку при этой температуре не происходит выделения упрочняющих фаз.
Однако, при использовании известного способа термической обработки не обеспечивается повышения пластичности основного металла изделия до сварки из-за появления карбидной фазы по границам зерен, что может привести к появлению микротрещин в сварном соединении в процессе сварки.
Известен способ термообработки сварных соединений из мартенситно-стареющих сталей, содержащих никель, заключающийся в том, что перед сваркой проводят двухкратную закалку, сначала при температуре 900-920oC, а затем 700-750oC, а после сварки проводят двухкратное старение сначала при 450oC, а затем при 550oC [2]. Предложенный способ позволил уменьшить уровень внутренних напряжений в металле перед сваркой за счет уменьшения степени упрочнения локальных объемов в зоне термического влияния.
Однако, известный способ не устраняет на границах зерен карбидной фазы в стали перед сваркой, что способствует возможности появления микротрещин в сварном шве, а также приводит к уменьшению прочности металла, что недопустимо. Изделия, обработанные по известной технологии, не могут работать в течение длительного времени в экстремальных условиях.
Цель изобретения - создание технологии термической обработки сварных соединений из мартенситно-стареющих сталей, предупреждающей появление трещин в сварных соединениях и обеспечивающей сохранение высокой прочности основного металла перед сваркой.
Цель достигается тем, что выдержку при температуре 650-670oC проводят в течение 3,5-4,5 ч, а после сварки осуществляют нагрев до температуры 1000 ± 15oC, выдержку при ней в течение 50-60 мин с последующим охлаждением на воздухе.
Цель изобретения - повышение выхода годных изделий, выполненных из мартенситно-стареющих сталей, содержащих никель и работающих в условиях вибрации, высоких температур и агрессивных сред.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Детали, выполненные из мартенситно-стареющей стали, содержащей никель, и предназначенные для работы в экстремальных условиях, перед сваркой подвергают термической обработке по режиму: нагрев до температуры 650-670oC, выдержка 3,5-4,5 ч и охлаждение на воздухе. В результате указанной термообработки остаточный аустенит стали переходит в аустенит стабильный, а также происходит переход мартенсита в аустенит, который затем стабилизируется при этой температуре. Этот аустенит стабилизирован не углеродом, а никелем, поэтому сталь приобретает высокую пластичность и сваривается практически без трещин. При температуре выше 670oC и выдержке более 4,5 ч выделяется карбидная фаза, приводящая к потере пластичности стали. Обработка при температуре ниже 650oC и выдержке менее 3,5 ч уменьшает количество образующегося стабильного аустенита.
Далее детали подвергают аргоно-дуговой сварке и контролируют наличие микротрещин в сварном соединении методом рентгеновского анализа и цветной дефектоскопии. Анализ показал отсутствие в них трещин. После сварки осуществляют термическую обработку изделия по режиму: нагрев до температуры 1000 ± 15oC, выдержка 50-60 мин и охлаждение на воздухе. При указанной температуре и выдержке происходит переход аустенита, стабилизированного никелем, в аустенит нестабильный, т.е. происходит перераспределение легирующих элементов в решетке твердого раствора. В процессе охлаждения в интервале температур начала и конца мартенситного превращения аустенит переходит в мартенсит. Образуется мартенситная структура, повышается прочность стали и не наблюдается резкого падения пластичности.
Изделия, полученные в результате сварки деталей и термообработки по описанной выше технологии, подвергались испытаниям в экстремальных условиях, т. е. в атмосфере агрессивной среды, нагретой до 4000oC, и повышенной вибрации. Разрушений сварных соединений не обнаружено.
Пример 1. Детали конструкции теплообменника, выполненные из мартенситно-стареющей стали марки ВНС-25, перед сваркой подвергали нагреву до температуры 650oC, выдержке в течение 3,5 ч и охлаждению на воздухе. Процесс осуществляли в печи. Соединение деталей осуществляли аргоно-дуговой сваркой по стандартному режиму сварки стали ВНС-25. Результат рентгеновского анализа и цветной дефектоскопии сварного соединения показал отсутствие в нем микротрещин и наличие структуры аустенита, стабилизированного никелем. Пластичность основного металла возросла до 50%.
Далее полученные изделия нагревали в печи до 1000 ± 15oC в течение 50 мин и охлаждали на воздухе. Исследования показали, что структура основного металла составляет мартенсит и остаточный аустенит. Прочность основного металла возросла до 90-95 кгс/мм2.
Испытания изделий в экстремальных условиях разрушений не выявили.
Пример 2. Детали из стали марки ВНС-25 перед сваркой нагревали до температуры 670oС и выдерживали при ней в течение 4,5 ч, затем охлаждали на воздухе. Далее проводили аргоно-дуговую сварку деталей. Контроль не обнаружил в сварных соединениях микротрещин. Полученные изделия нагревали в печи до температуры 1000 ± 15oC, выдерживали в течение 60 мин и охлаждали на воздухе. Результаты исследований те же, что и в примере 1.
Испытания изделий в экстремальных условиях разрушений не выявили.
Формула изобретения: Способ термической обработки сварных соединений из мартенситно-стареющих сталей, содержащих никель, включающий нагрев, выдержку, охлаждение перед сваркой, нагрев, выдержку и охлаждение на воздухе после сварки, отличающийся тем, что перед сваркой осуществляют нагрев до 650 670oС температуры стабилизации аустенита, выдерживают в течение 3,5 4,5 ч, а после сварки нагревают до 1000 ± 15oС, выдерживают в течение 50 60 мин и охлаждают на воздухе.