Сталь эп 836 характеристики
Обновлено: 20.05.2024
Сталь 03Н17К10В10МТ-ИД применяется для изготовления трубной заготовки; бесшовных труб; деталей специальной техники; оборудования и деталей нефтегазовой, химической и аэрокосмической промышленности.
Примечание: Мартенситностареющая коррозионностойкая жаропрочная сталь.
По ТУ 14-123-230-2012 изготавливается сталь 03Н17К10В10МТ-ВИ.
Химический состав стали 03Н17К10В10МТ-ИД (ЭП836-ИД)
| НТД | C | S | P | Mn | Cr | W | Ti | Si | Ni | N | Mo | Fe | Co | Al |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ТУ 14-1-4477-88 | ≤0,030 | ≤0,010 | ≤0,010 | ≤0,10 | ≤0,50 | 9,00-10,50 | 0,65-0,85 | ≤0,15 | 16,00-17,20 | ≤0,0050 | 0,90-1,50 | Ост. | 9,50-11,0 | ≤0,20 |
| ТУ 14-1-2199-77 | ≤0,030 | ≤0,010 | ≤0,010 | ≤0,10 | ≤0,30 | 9,50-10,50 | 0,60-1,00 | ≤0,10 | 16,0-17,0 | - | 0,80-1,20 | Ост. | 9,50-11,00 | ≤0,15 |
По ТУ 14-1-2199-77 химический состав приведен для стали марки 03Н17К10В10МТ-ВД (ЭП836-ВД).
По ТУ 14-1-4477-88 химический состав приведен для стали марки 03Н17К10В10МТ-ПД (ЭП836-ПД).
Содержание азота указано после вакуумно-дугового переплава. Допускаются отклонения от указанных норм химического состава: по никелю +0,30 %, по титану ±0,050 %, по азоту +0,0050 % в исходном металле плазменной плавки, по кремнию и марганцу при условии, что их сумма будет не более 0,250 %, по сере и фосфору при условии, что их сумма будет не более 0,020 %. В сталь вводится на 0,030 % по расчету ферросилиций и металлический лантан и химическим анализом в готовой стали не определяются.
Механические свойства стали 03Н17К10В10МТ-ИД (ЭП836-ИД)
| Механические свойства при 20°С |
| Сечение (мм) | σТ|σ0,2 (МПа) | σB (МПа) | δ5 (%) | ψ (%) | KCU (кДж/м 2 ) |
|---|---|---|---|---|---|
| Прутки состаренные в состоянии поставки по ТУ 14-1-2199-77 | |||||
| Образец | ≥2100 | ≥2200 | ≥6 | ≥45 | ≥290 |
| Трубная заготовка по ТУ 14-1-4477-88. Старение при 470-510 °С (выдержка 3 ч, допускается 1, 2 и 4 часа), охлаждение на воздухе (образцы с припуском под шлифовку, для определения ударной вязкости - образцы с канавкой типа U) | |||||
| Образец | ≥1960 | ≥35 | ≥290 | ||
Технологические свойства стали 03Н17К10В10МТ-ИД (ЭП836-ИД)
| Макроструктура и загрязненность | Макроструктура металла трубной заготовки по ТУ 14-1-4477-88 не должна иметь следов усадочной раковины, подусадочной рыхлости, пузырей, трещин, инородных неметаллических включений, корочки, расслоений, видимых без применения увеличительных приборов. Нормы допустимых дефектов макроструктуры - центральная пористость, точечная неоднородность, общая и краевая пятнистость, ликвация и ликвационный квадрат не должны превышать первого балла по ГОСТ 10243; послойная кристаллизация и светлый контур браковочными признаками не являются. Загрязненность стали заготовки неметаллическими включениями должна быть не более 1,5 балла по каждому виду неметаллических включений по ГОСТ 1778. Допускаются выпады по каждому виду включений до 2,5 баллов на двух шлифах из шести. При наличии осободисперсных включений нитридов и карбонитридов, не соответствующих по своим размерам фотоэталонам метода "Ш" по ГОСТ 1778, загрязненность стали такими включениями не должна превышать предельно допустимых фотоэталонов (приложение 2). Заготовки подвергаются 100% контролю УЗК. |
|---|
Заказ в один клик
Металлопрокат из инструментальных, нержавеющих, жаропрочных, конструкционных, прецизионных, быстрорежущих и других сталей и сплавов
03Н17К10В10МТ-ИД (ЭП836-ИД)
Способ получения стальных изделий
Изобретение относится к изготовлению стальных изделий, обладающих высоким комплексом механических свойств и может быть использовано в машиностроении. Сущность: сталь ЭП 836 подвергают холодной пластической деформации со степенью 30-40%, обработке резанием для получения заданной формы и размеров изделия и двухступенчатому старению при 530-550°С 1 - 1,5 ч и 450 10 C 4-4,5 ч. Новыми в способе являются степень холодной пластической деформации и параметры старения. 1 табл.
Изобретение относится к изготовлению стальных изделий, обладающих высоким комплексом механических свойств, и может быть использовано в машиностроении.
Наилучшим сочетанием прочности, пластичности и сопротивления хрупкому разрушению в настоящее время обладают мартенситностареющие стали. После закалки они состоят в основном из высоколегированного безуглеродистого мартенсита и некоторого количества остаточного аустенита, имеют сравнительно невысокую твердость и хорошую обрабатываемость резанием. Упрочняющая обработка этих сталей состоит в старении, в процессе которого происходит распад твердых растворов мартенсита и аустенита с выделением высокопрочных интерметаллидов. Наиболее высокими прочностными и пластическими характеристиками обладает высоколегированная сталь ЭП 836 [1].
Известны способы обработки мартенситностареющих сталей, включающие холодную пластическую деформацию в закаленном состоянии и старение [2]. Однако уровень достигаемый механических свойств при этом зависит от химсостава сталей и режимов пластической деформации и старения. Для стали ЭП 836 режимы холодной пластической деформации и старения не разработаны.
Известен способ термомеханической обработки стали ЭП 836, включающий холодную пластическую деформацию в закаленном состоянии, старение, повторную пластическую деформацию и старение [3].
Недостатками способа являются техническая сложность осуществления холодной пластической деформации стали в твердом состаренном состоянии и достижение высокой прочности в полуфабрикате, что затрудняет изготовление изделия нужной формы из упрочненного полуфабриката.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления изделий из стали ЭП 836, включающий обработку резанием горячекатаного прутка для получения изделий заданной формы и размеров и старение при 50010 о С в течение 3 ч [1]. Способ обеспечивает следующий комплекс механических свойств: b=2200 МПа, 0,2=2100 МПа, =6%, =45%, КСU= 300 кДж/м 2 .
Недостаток способа заключается в том, что он не обеспечивает достижения уровня прочности, соответствующего требованиям современной техники.
Цель изобретения - повышение прочностных характеристик при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне 45%, КСU 300 кДж/м 2 .
Цель достигается тем, что перед обработкой резанием осуществляют холодную пластическую деформацию со степенью 30-40%, а старение проводят двухкратно: сначала при 530-550 о С с выдержкой 1,0 - 1,5 ч, затем при 450 10 о С с выдержкой 4,0-4,5 ч с охлаждением на воздухе.
Холодная пластическая деформация горячекатаной стали ЭП836, структура которой представляет собой мартенсит с большой плотностью дислокаций и сильным твердорастворным упрочнением, осуществляется за счет ротационных перестроек в ансамблях сильно взаимодействующих дислокаций. Это приводит к образованию субструктуры с аномально высокой кривизной кристаллической решетки, проявляющейся в образовании мощных петлеобразных экстанкционных контуров, плотность которых растет с увеличением степени деформации. В результате происходит фрагментирование на взаимно разориентированные области размером 1-3 мкм. Увеличение твердости на КRC 4 после деформации на 40% не создает больших трудностей при обработке резанием.
Упрочняющее старение стали ЭП 836 протекает в две стадии: при 400-450 о С с выделением интерметаллидов типа Ni3Me, при 500-550 o С - интерметаллидов типа Fe2Me. Температурный интервал старения граничит с интервалом обратного мартенситного превращения, начало которого (Ан) по данным рентгеновских исследований имеет место при 550 10 о С. Пластическая деформация смещает Ан в сторону низких температур (например, при степени деформации смещает Ан в сторону низких температур (например, при степени деформации 40% Ан=530 10 о С). Старение деформированной стали ЭП 836 при температуре несколько большей Ан (первая ступень предлагаемого режима старения) приводит к образованию особой псевдоячеистой структуры, границы ячеек которой оторочены выделением тонких прослоек стабильного остаточного аустенита, и выделению в деформированном мартенсите дисперсных интерметаллидов. На второй ступени старения происходит довыделения интерметаллидов и частичная релаксация напряжений. В результате двухступенчатого старения деформированной стали ЭП 836 по предлагаемой схеме образуется псевдоячеистая структура с повышенным количеством тонких прослоек остаточного аустенита и наличием дисперсных равномерно распределенных интерметаллидов, обеспечивающих повышение прочности с достаточным запасом пластичности.
Способ осуществляют следующим образом.
Из горячекатаного прутка стали ЭП 836 изготавливают заготовки, которые подвергают холодной пластической деформации со степенью 30-40%. Из деформированного прутка способами обработки резанием изготавливают изделия заданной формы и размеров, которые подвергают двукратному старению: сначала при 530 - 550 о С с выдержкой 1,0-1,5 ч, затем при 450 10 о С с выдержкой 4,0 - 4,5 ч с охлаждением на воздухе.
Для получения сравнительных данных проводится обработка по известному способу: изготовление изделий из горячекатаного прутка способами обработки резанием и старение при 500 о С в течение 3 ч. Кроме того осуществляют термомеханическую обработку по предлагаемой схеме, но с другими параметрами пластической деформации и старения.
Контролируют механические свойства изделий при растяжении и ударную вязкость на стандартных образцах. Результаты сведены в таблицу, из которой видно, что максимальное повышение прочности стали ЭП 836 при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне 45%, КСU 300 кДж/м 2 достигается при обработке по предлагаемому способу.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет сравнительно простыми методами увеличить прочность изделий из стали ЭП 836 на 10% при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ преимущественно из высокопрочной мартеситностареющей стали ЭП 836, включающий обработку резанием горячекатаного прутка для получения изделий заданной формы и размеров и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных характеристик при сохранении пластичности и ударной вязкости на регламентированном уровне 45% , KCU 300 кДж / м 2 , перед обработкой резанием осуществляют холодную пластическую деформацию со степенью 30 - 40%, старение проводят двукратное, сначала при 530 - 550 o С с выдержкой 1 - 1,5 ч, а затем при 450 10 o С с выдержкой 4 - 4,5 ч, с охлаждением на воздухе.
Способ изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления сложных штампов, работающих с большими ударными нагрузками, тонколезвийного инструмента, сложных по конфигурации форм литья под давлением алюминиевых сплавов, а также для изготовления гибочных, вытяжных, разделительных инструментов, сложных по геометрии калибров. Способ включает получение заготовки инструмента из мартенситностареющей стали ЭП-836, закалку заготовки, ее механическую обработку и последующее старение. По первому варианту заготовку получают путем переплавки немерных отходов и забракованных деталей методом электрококильного литья, подвергают закалке при 1150±10°С с охлаждением в воде, второй закалке при 1100±10°С с охлаждением в воде и подвергают пластическому деформированию со степенью деформации не менее 35%. По второму варианту заготовку получают из немерных отходов проката, нагревают до 950±5°С и подвергают свободной ковке со степенью деформации не менее 35%. После окончания механической обработки инструмент подвергают старению в течение 3 часов и азотированию 1,5 часов. Достигается повышение стойкости инструмента. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.
Группа изобретений относится к области машиностроения и может быть использована для изготовления сложных штампов деформирования, работающих с большими ударными нагрузками, тонколезвийного инструмента, сложных по конфигурации форм литья под давлением алюминиевых сплавов, а также для изготовления гибочных, вытяжных, разделительных инструментов, в том числе сложных по геометрии калибров.
Известен способ изготовления инструментов из проката мартенситностареющих сталей (см. Ю.А.Геллер. «Инструментальные стали». М., «Металлургия», 1975 г., стр.309-310, 457-458), принятый за прототип. Способ заключается в следующем: из проката мартенситностареющей стали отрезают заготовку, подвергают ее закалке по режиму марки, изготовляют инструмент. Инструмент обрабатывают в окончательный размер без припуска на шлифовку. Финишной операцией является старение при температуре 480-500°С с выдержкой 3-5 часов. При необходимости изготовления более габаритного инструмента из того же сорта проката, его предварительно подвергают ковке, например осадке в торец. В этом случае заготовку после ковки подвергают закалке, по режиму марки, для исправления структуры стали.
Недостатками прототипа являются:
- используемые мартенситностареющие стали - высоколегированные, а следовательно, дорогостоящие, поэтому их применяют в исключительных случаях;
- для штампового инструмента механические свойства и твердость сталей Н15К8М5Т и Н18К9М5Т после старения недостаточно высокие.
Предлагаемой группой изобретений решается задача: снижение материальных и энергетических затрат, расширение номенклатуры изготовляемого инструмента.
Технический результат, получаемый при осуществлении группы изобретений, заключается в многократном повышении стойкости штампов, пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов, мерительных инструментов.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей, заключающемся в получении заготовки инструмента, закалке заготовки, ее механической обработке в окончательный размер и последующем старении, новым является то, что для изготовления инструмента используют мартенситностареющую сталь ЭП-836, заготовку инструмента получают переплавом немерных отходов и забракованных деталей методом ЭКЛ, после охлаждения в кокиле подвергают закалке с 1150°±10°С с охлаждением в воде, второй закалке с 1000±10°С с охлаждением в воде, нагревают заготовку на 950±10°С, подвергают свободной ковке со степенью деформации ≥35% с последующим охлаждением в воде, а старение производят при 490±5°С в течение 3-х часов. Инструмент может быть подвергнут азотированию при 490±5°С в течение до 1,5 часов.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей, заключающемся в получении заготовки инструмента, закалке заготовки, ее механической обработке в окончательный размер и последующем старении, новым является то, что для изготовления инструмента используют мартенситностареющую сталь ЭП-836, заготовку инструмента получают из немерных отходов проката, нагревают заготовку на 950±10°С, подвергают свободной ковке со степенью деформации ≥35% с последующим охлаждением в воде, а старение производят при 490±5°С в течение 3-х часов. Инструмент может быть подвергнут азотированию при 490±5°С в течение до 1,5 часов.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемые решения от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемые решения являются новыми и обладают изобретательским уровнем.
Мартенситностареющая сталь ЭП-836 очень сложная по химическому составу, высоколегированная, особой чистоты, содержит минимальное количество неметаллических включений, в том числе углерода, серы и фосфора. Обладает уникальным комплексом механических свойств. Наряду с очень высокими значениями прочности и твердости она имеет очень высокие значения пластичности и вязкости в состаренном (упрочненном) состоянии. Аналогов стали ЭП-836 по комплексу механических свойств в технической литературе не обнаружено. Согласно технических условий на прокат в состаренном состоянии имеем: предел прочности σв≥240 кгс/мм 2 ; относительное сужение ψ≥45%; ударная вязкость αн≥3,5 кгс·м/см 2 при твердости больше 55 HRC. Естественно, цена проката стали ЭП-836 крайне высока и составляет 2500 рублей за 1 кг. Поэтому изготовлять инструмент непосредственно из проката, заказывая его для этих целей, не всегда экономически целесообразно.
Особенность проката стали ЭП-836 состоит также в том, что он не имеет строго определенного режима старения (упрочнения), который обеспечивает выше обозначенный комплекс механических свойств. Режим старения указывают в сертификате на партию металлопроката, который может быть по температуре в пределах 470-520°С и по времени обработки в пределах 1-4 часа.
Предлагаемый способ изготовления инструмента предусматривает использование отходов проката стали ЭП-836. Отходы образуются при производстве ряда деталей особого назначения основного производства. Так, например, используют прокат ǿ41, а отходы могут быть длиной до 160 мм, поэтому их называют немерными. Цена таких отходов составляет 20 рублей за 1 кг.
Таким образом, способ изготовления инструмента из отходов проката стали ЭП-836 низкозатратный, в том числе за счет исключения дорогостоящих доводочных операций после старения, так как деформации инструмента в процессе упрочнения не происходит. В то же время предлагаемый способ изготовления инструмента обеспечивает высокую стойкость за счет получения комплекса механических свойств в готовом инструменте не ниже, чем в состаренном прокате.
Предлагаемый способ изготовления инструмента включает в себя два варианта.
Первый вариант состоит в том, что немерные отходы и бракованные детали переплавляют методом электрошлакового кокильного литья (ЭКЛ). Метод ЭКЛ выбран потому, что в процессе переплава немерных отходов и бракованных деталей не изменяется химический состав стали, обеспечивается достаточно высокая скорость охлаждения заготовок инструмента в кокиле, а заливка металла в кокиль осуществляется вместе со шлаком. Шлак в процессе разливки расплава покрывает струю металла, предохраняя его от окисления. Кроме того, всплывая в верхнюю часть кокиля, шлак предотвращает развитие усадочных и ликвационных дефектов. Таким образом, применение ЭКЛ для переплава немерных отходов и бракованных деталей позволяет не только сохранить химический состав стали ЭП-836 в установленных пределах, но и сформировать такую литейную структуру в заготовке инструмента, которая в полной мере исправляется подобранными режимами термической и термомеханической обработки. Тем самым, после старения (упрочнения) заготовки инструмента достигается комплекс механических свойств не ниже комплекса механических свойств состаренного проката. Предлагаемые режимы обработки литой заготовки инструмента.
Первая закалка: нагрев 1150±10°С, выдержка 1 час, охлаждение в воде;
Вторая закалка: нагрев 1000±10°С, выдержка 1 час, охлаждение в воде.
Термомеханическая обработка: (свободная ковка, совмещенная с закалкой). Нагрев 950±10°С, пластическое деформирование заготовки со степенью деформации ≥35%, окончание деформации не ниже 850°С, затем охлаждение в воде.
Микроструктура заготовки инструмента непосредственно после литья крупнозернистая, так как температура заливки жидкого металла в кокиль очень высокая и составляет примерно 2000°С. Кроме того, несмотря на то, что масса отливки ограничена, значит обеспечивается достаточно высокая скорость охлаждения, содержание углерода в стали не превышает 0,03%, тем не менее возможно выделение мелкодисперсных частиц второй фазы по границам зерен в заготовке инструмента. При такой структуре механические свойства заготовки инструмента невысокие и после старения кардинально уступают механическим свойствам упрочненного проката. Поэтому первая закалка литой заготовки инструмента с часовой выдержкой при 1150±10°С предназначается для растворения частиц второй фазы, а охлаждение с большой скоростью в воде фиксирует однородное состояние структуры стали. Вторая закалка с более низкой температуры 1000±10°С уменьшает величину зерна аустенита, а значит и мартенсита закалки. Очередной нагрев на 950±10°С также способствует уменьшению зерен аустенита, а пластическое деформирование нагретой заготовки инструмента со степенью деформации более 35% с окончанием ковки не ниже 850°С с последующей закалкой с одного нагрева приводит к рекристаллизации и образованию нового сверхмелкого зерна, а ускоренное охлаждение в воде фиксирует мелкодисперсное состояние закаленного мартенсита. В итоге после представленной комбинированной обработки формируется структура в заготовке инструмента, подобная структуре проката, а после старения инструмента, изготовленного из такой заготовки, он приобретает комплекс механических свойств не ниже свойств состаренного проката.
Следует особо подчеркнуть, что все заготовки инструмента, подвергнутые представленным режимам термической и термомеханической обработки, приобретают строго определенный режим старения, обеспечивающий максимальный комплекс механических свойств не ниже свойств состаренного проката, а именно нагрев на 490±5°С, выдержка при этой температуре 3 часа и охлаждение на воздухе. Кроме того, проведенными исследованиями установлено, что дополнительный нагрев на 490±5°С с выдержкой до 1,5 часов ранее состаренной заготовки инструмента по вышеуказанному режиму не снижает комплекс механических свойств.
Таким образом, при необходимости есть возможность готовый, упрочненный старением инструмент, изготовленный из переработанной заготовки, подвергнуть поверхностному упрочнению, например азотированию, без снижения комплекса механических свойств, приобретенных в процессе старения.
Второй вариант способа включает отбор немерных отходов проката достаточной высоты, нагрев под свободную ковку на температуру 950±10°С, свободную ковку со степенью деформации ≥35% с последующим охлаждением в воде, механическую обработку в окончательный размер, старение инструмента при 490±5°С, азотирование при 490±5°С в течение 1,5 часов.
Окончание ковки не ниже 850°С с последующим охлаждением в воде.
Изложенным способом изготовляют негабаритные заготовки инструмента. Температура нагрева под свободную ковку невысокая, выбор обозначен особенностью стали пластически деформироваться, исключая рост зерна при нагреве. В процессе свободной ковки со степенью деформации ≥35% происходит процесс рекристаллизации и образуется сверхмелкое зерно аустенита, а после закалки с ускоренным охлаждением в воде фиксируется структура дисперсного мартенсита закалки. Высокотемпературная закалка при этом варианте изготовления заготовки инструмента не требуется, поскольку границы зерен используемых отходов проката свободны от частиц второй фазы.
Последующие этапы обработки заготовок инструмента по первому и второму вариантам одинаковы. Одинаковый и результат обработки - комплекс механических свойств в готовом инструменте, подвергнутом старению, не ниже свойств состаренного проката. Этот факт в том числе означает, что предложенная переработка немерных отходов проката по второму варианту изготовления заготовок инструмента обеспечивает строго определенный режим старения, а именно нагрев на 490±5°С, выдержка при этой температуре 3 часа с охлаждением на воздухе. Таким образом, разницы в режиме старения инструмента, изготовленного из заготовок, полученных по первому и второму вариантам не существует.
Мартенситностареющие стали эффективно упрочняются в процессе азотирования по причине наличия в их составе сильных нитридообразующих элементов, таких как алюминий, титан, молибден и т.д. При этом повышается микротвердость поверхности инструмента, что в ряде случаев приводит к повышению его стойкости. Однако реализовать процесс упрочнения поверхности состаренного инструмента, изготовленного из проката стали ЭП-836 азотированием с четко определенными параметрами по глубине упрочненного слоя и микротвердости, не представляется возможным из-за отсутствия постоянного режима старения, а отступление от установленного режима старения приведет к снижению комплекса механических свойств. В предложенном способе изготовления инструмента, как было отражено выше, независимо от варианта получения заготовки инструмента, режим старения строго определен, а именно нагрев на 490±5°С, выдержка при этой температуре 3 часа и охлаждение на воздухе. Также показано, что дополнительный нагрев состаренного инструмента на 490±5°С в течение до 1,5 часов не ухудшает комплекс механических свойств. Поэтому, в ряде случаев, для повышения стойкости инструмента, изготовленного по предложенному способу, первоначально проводят старение инструмента при 490±5°С в течение 3 часов с охлаждением на воздухе, затем его подвергают азотированию при 490±5°С в течение до 1,5 часов. Глубина слоя азотирования составляет до 25 мкм при микротвердости упрочненного слоя до 950 HV.
Пример изготовления крупногабаритного штампа, испытывающего при работе ударные нагрузки из стали ЭП-836.
Электрошлаковым кокильным литьем немерных отходов проката и бракованных деталей получают требуемую заготовку. Литую заготовку подвергают термической и термомеханической обработке по режимам, изложенным выше. После обработки литая структура заготовки полностью исправляется, а механические свойства переработанной литой заготовки получают не ниже, чем проката, причем как после закалки, так и после старения. После окончательной закалки твердость заготовки не превышает 36 HRC, поэтому она легко обрабатывается резанием. После механической обработки штамп подвергают старению при температуре 490±5°С в течение трех часов, а затем азотированию при этой же температуре в течение 1,5 часов. После такой термической обработки прочность основы составляет не менее 240 кгс/мм 2 , ударная вязкость на образцах с надрезом αн≥3,5 кгс·м/см 2 , микротвердость азотированного слоя не менее 900-950 HV.
Пример изготовления резьбового калибра из немерных отходов проката мартенситностареющей стали ЭП-836.
Согласно технических условий наружный диаметр калибра 60 мм, высота 22 мм, резьба М 30×1,5. Размеры заготовки калибра с учетом припуска на обработку: наружный диаметр 70 мм, высота 27 мм. Для изготовления калибра имеем немерные отходы проката стали ЭП-836 ⌀41, высотой до 160 мм. Исходя из равенства объема металла до свободной ковки и после свободной ковки высота немерной заготовки перед осадкой в торец должна быть не менее 79 мм. При такой высоте исходной заготовки надежно выполняется ключевое условие по величине деформации, которая при свободной ковке должна быть не менее 35%. Выбирают немерные отходы проката стали ЭП-836 высотой 79-85 мм, нагревают на 950±10°С и подвергают осадке в торец до высоты 27 мм. Не допуская подстуживания ниже температуры 850±10°С производят закалку заготовки инструмента на воду, обрабатывают ее в окончательный размер, подвергают калибр старению при температуре 490±5°С в течение 3 часов, а затем азотированию при 490±5°С в течение 1,5 часов. Особо следует отметить, что деформации калибра в процессе старения (упрочнения) и азотирования не происходит. Старение стали ЭП-836 производят при низкой температуре, а само упрочнение вызвано выделением мельчайших интерметаллидов, упрочняющих матрицу. При азотировании общая глубина не превышает 25 мкм, из них эффективная, то есть с микротвердостью выше, чем микротвердость основы, не более 10 мкм; основа калибра, упрочненная старением имеет прочность σв>240 кгс/мм 2 . Поэтому очевидно, что при таком запасе прочности минимальные по величине внутренние напряжения от азотирования не могут привести к пластической деформации.
Таким образом, использование немерных отходов проката стали ЭП-836, отсутствие трудоемких доводочных операций в сочетании с упрочненным слоем, который имеет низкий коэффициент трения, обеспечивают высокую стойкость резьбового калибра и низкую себестоимость изготовления инструмента.
Использование предлагаемого способа изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей позволяет снизить материальные и энергетические затраты и расширить номенклатуру изготовляемого инструмента.
1. Способ изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей, включающий получение заготовки инструмента, закалку заготовки, ее механическую обработку в окончательный размер и последующее старение, отличающийся тем, что для изготовления инструмента используют мартенситностареющую сталь ЭП-836, заготовку инструмента получают переплавом немерных отходов и забракованных деталей методом электрошлакового кокильного литья, после охлаждения в кокиле заготовку подвергают закалке с 1150±10°С с охлаждением в воде, второй закалке с 1000±10°С с охлаждением в воде, нагревают заготовку до 950±10°С, подвергают пластическому деформированию со степенью деформации не менее 35% с последующим охлаждением в воде, а старение производят при 490±5°С в течение 3-х ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что инструмент подвергают азотированию при 490±5°С в течение 1,5 ч.
3. Способ изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей, включающий получение заготовки инструмента, закалку заготовки, ее механическую обработку в окончательный размер и последующее старение, отличающийся тем, что для изготовления инструмента используют мартенситностареющую сталь ЭП-836, заготовку инструмента получают из немерных отходов проката, нагревают заготовку до 950±10°С, подвергают свободной ковке со степенью деформации не менее 35% с последующим охлаждением в воде, а старение производят при 490±5°С в течение 3-х ч.
4. Способ по п.4, отличающийся тем, что инструмент подвергают азотированию при 490±5°С в течение 1,5 ч.
Сталь эп 836 характеристики
14-1-3547-83, 14-3-1275-83, 14-1-3996-85
Трубы в теплообменниках нефтехимического оборудования, пр-во каустической соды, хлорсодержащие среды, нефтеперерабатывающая и целлюлозная пром-сть с т-рой не более 300град.
Выпарные аппараты пр-ва каустической соды, сернистого натрия и др. хим. пром-сти. Заменитель ст15Х25Т когда требуется хорошая свариваемость. Аргоно-дуговая сварка на проволоке св01Х25ТБЮ
Крупногабаритн. высокооборотные маховики, тяжелонагр. дет., валы, оси, болты, бандажи роторов. Беститановая мартенситно-стареющая ст. с высокой стойкостью к тепловому охрупчиванию, замедл. хрупким разрушением.
Детали специальной техники.
14-1-3039-80, 14-1-2227-77, 14-1-1531-75, 14-1-4896-90
Валы вертолетов, тяжелонагруженные дет. ответственного назнач. Св.корпуса двигателей, резервуары высок. давл. больш. размеров, крепеж, зубчатые передачи двигателей.
Аналог стали 03Х18Н11 (Заключение НИИХИММАШ) Теплообменники, конденсаторы-окислители, подогреватели хвостовых газов. Устойчивость к нитрозным газам до 80град.
Высоколегированная сталь для работы в агрессивных средах, загрязненных хлоридами и фторидами при pH=1 и t=80град.
14-1-5072-91, 14-1-5203-93, 14-134-277-91, 14-159-252-95
Св. оборуд-е в наиболее жестких условиях синтеза карбамида, t от-70 до +200 при сильном давлении. Замена стХ17Н14М2(3)Т при изг. оборуд-я в серно,- азотнокислых и сероводородосодержащих средах вызывающих питтинговую коррозию. Ст. выплавляется в плазменных печах с особочистой шихтой. 7980кг/м3.
14-1-3812-84, 14-1-3801-85, 14-1-5076-91, 14-1-3233-81, 14-1-1024-81, 14-1-3164-81, 14-1-3660-83
ЭлМЗ, АМЗ, ЧМЗ, НЮТЗ
Св. хим. оборуд-е в среде концентрированной азотной к-ты при высоких t. 7700кг/м3. ОЗЛ-28. Сталь выплавляется только специальными методами - ш пд вд
Коррозионностойкая сталь для изготовления деталей специальной техники.
14-1-3039-80, 14-1-227-77, 14-1-1531-75, 14-1-4896-90
Силовые эл-ты св. конструкций, работающих при t +20…-196град. Ст. стойкая в промышленной атмосфере и соляном тумане. 7800кг/м3.
Сварные детали повышенной химической прочности в целлюлозной, текстильной промышленности и производстве шерсти и искусственного шелка
5632-72, 14-1-240-72, 14-1-1154-74, 14-1-1541-75, 14-1-2144-77, 14-1-692-73, 5582-75, 14-1-2132-77, 14-1-2134-77, 14-1-1183-74, 14-3-396-75
Основные узлы оборуд-я синтеза карбамида и капролактама (реактор окисления циклогексана). Св. конструкц. в средах кипящей фосфорной и уксусной к-т, в серной к-те - смесители, футеровка колонн синтеза. 7750кг/м3. ОЗЛ-20.
5632-72, 2690-71, 1133-71, 5582-75, 14-1-490-72, 14-1-2144-77, 14-1-3071-80, 14-1-1180-74, 14-1-3386-82, 14-1-3652-83, 14-1-1160-74, 14-1-3071-80, 14-1-2450-78
Устойчивые к органическим и фруктовым кислотам устройства и детали в производстве пищевых продуктов, мыла, масел и искусственных волокон. Оборудование, устойчивое к 70% азотной, адипиновой кислоте, аммиачной селитре до 300град. Электроды ОЗЛ-22
14-1-5191-92, 14-1-4913-90, 14-123-134-95
Хирургические имплантанты при костных переломах - пластины, костные винты, гвозди, штифты, спицы скелетного натяжения. 8030кг/м3
14-1-1303-75, 14-1-2261-77, 14-3-415-75, 14-1--4646-89, 9941-81
КО, ЧМЗ, ПНТЗ, КМК
Св. оборуд-ние пр-ва слабой азотной к-ты, аммиачной селитры. Криогенное маш-ние. Заменяет ст03Х18Н11 обеспечивая снижение металлоемкости на 20%, прочность в 1,5 выше. Повыш. стойкость к средам с ионами хлора, замена ст08Х18Н10Т.
Детали редукторов, крепежные детали, диски, детали энергетический машин.
Сварные крупногабаритные резервуары с периодической сменой т-р от +20 до -269град длительное время под давлением. Замена стХ18Н10 в 55% азотной к-те и среднеокислительных средах, пром. атмосфере.
Аналог ст15Х25Т с улучшенной свариваемостью. Детали котельн. оборуд-я - сопла, горелки, экраны с рабоч. t-рой 1100-1150град.
5632-72, 5582-84, 7350-77, 14-1-1190-75, 14-1-3262-81, 14-3-694-78, 14-3-696-78, 14-3-751-78, 14-3-751-78, 14-1-4319-87, 14-1-2134-77
ЗМЗ, АМЗ, НЮТЗ, ВТЗ, СиМ
Св. аппаратура пр-ва фосфорной к-ты, минудобрений, ацетилцеллюлозы, винилацетата, и в др. агрессивных средах и при интенсивном износе - мешалки, сепараторы, экстракторы. 8000кг/м3. ОЗЛ-17У, ОЗЛ-26А, ЭА-395/9.
Предназначена для изготовления изделий, работающих при высоких температурах в специальн. среде.
5632-72, 7350-77, 14-1-1905-76
Сварное емкостное оборуд-е в пр-ве минеральных удобрений, серной к-ты и др. до +300град. Заменитель ст10Х17Н13М2Т, более высокая стойкость к ножевой коррозии в св. соединениях. ОЗЛ-20.
5632-72, 7350-77, 14-1-1554-75, 14-1-1905-76
Сварное емкостное оборуд-е в пр-ве азотной к-ты, аммиачной селитры, адипиновой к-ты. Заменитель ст03Х18Н11, 03Х19АГ3Н10, Х18Н9Т, Х18Н10Т, 08Х22Н6Т. Обладает большей чем эти стали стойкостью к ножевой коррозии в сварных соединениях. ОЗЛ-22.
14-1-3880-84, 14-1-5021-91, 302.02.095-90, 14-1-4372-87
ЗМЗ, АМЗ, ИжЗ, БМК
Повышенная прочность в т.ч. изнашиванию в сварном химическом оборуд-е в сернокислых фосфорнокислых и азотнокислых средах, в хлоридах и сероводороде.
14-1-1785-76, 14-1-3049-80, 14-1-2070-77, 14-1-2071-77
Св тяжелонагруженные детали при t+400..-196 в слабоагрессивных средах. Повышенная эррозионная стойкость: клапана запорных узлов кислородных установок. 7850кг/м3.
5632-72, 5949-75, 7350-77, 14-1-756-73
Св. оборудование в пр-ве серной к-ты, нитрофоски, экстракционной фосфорной к-ты, в средах повыш. агрессивности. Более стойкая к межкристаллитной коррозии основного металла и св. швов по сравнению с ст06ХН28МДТ. ОЗЛ-17У.
Столовые приборы, кухонная утварь, торговое и пищевое оборудование мясной молочной овощеконсервной рыбной кондитерской и хлебопекарной пром-сти, бытовая техника. Плотность 7700кг/м3. Хорошая свариваемость.
Поглощающие пластины солнечных коллекторов, изделия продовольственного машиностроения, пищевое оборудование.
5632-72, 5949-75, 7350-77, 4986-79, 5582-75, 9940-81, 9941-81, 14-3-822-79, 14-3-763-78
ЧМК, ДСС,ЗМЗ,ЭлМЗ, КО, СиМ, АМЗ, ВТЗ
Св. хим аппаратура, реакторы, теплообменники, трубопроводы, емкости, работающая при t до 80град в серной к-те, кроме 55%, экстракционной фосфорной, уксусной и др. средах повышенной агрессивности в пр-ве сложных минеральных удобрений. ОЗЛ-17У, ОЗЛ-37-2.
Немагнитная автоматная сталь, повышенная обрабатываемость резанием.
14-1-1141-74, 5632-72, 5949-75, 14-1-952-74, 14-1-2476-78, 14-1-2455-78, 14-1-3041-80
Детали машин, работающих в агрессивных средах от+400 до-253 шпиндели, подвески в кислородных установках, паяные конструкции, крепеж, фланцы, резьбовые соединения с повышенной свинчиваемостью. Стойка к морской атмосфере.
5632-72, 14-1-3109-81, 14-1-911-74, 14-1-1644-76, 14-1-1731-76
Детали специальной техники штампосварной конструкции сложной формы с рабоч. t до 850град. 7830кг/м3. ОЗЛ-9А.
Детали горелочных устройств, чехлы термопар, детали печей.
Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам. Конструкционные элементы в воде и паре, а также в бытовых приборах, облицовках и отделке интерьера и т.д.
Х15Н5Д2Т, ЭП410, ЭП225
Рабочие и направляющие лопатки, крепежные детали, диски газовых турбин.
Стабильноаустенитная сталь для изготовления колонн синтеза мочевины.
Оборудование заводов пищевой, пивоваренной, мыловаренной и легкой промышленности, теплообменники, трубы.
5632-72, 7350-77, 5582-72, 4986-79, 5949-75
Для предметов употребления в домашнем хозяйстве, аппараты и детали в пищевой промышленности, для сварных изделий, работающих в средах более высокой агрессивности чем сталь марки 12Х18Н10Т без ограничения давления до 600град
Электроды искровых зажигательных свечей, присадочная проволока.Аппараты и устройства в производстве пищевых продуктов (свариваемость без ограничений, хорошая полируемость и отличная способность к глубокой вытяжке, устойчивость к износу), товары народного потребления, автомобилестроение
5632-72, 5949-75, 7350-77, 5582-75, 9940-81, 9941-81
Сварное оборудование для контакта с азотной кислотой. Нефтеперерабатывающия пром-сть. Рекомендуются электроды ЦЛ-11, ОЗЛ-7, при повышенных т-рах Л-39, Л-40М
14-1-4035-85, 14-1-1081-74, 14-1-2421-78
Детали системы выпуска газов автомобилей, торг. оборудование. Разрешена в качестве тары и оборудования пищевой пром-сти со сроком контакта продуктов с поверхностью не более 24 часов. Рекомендована аргоно-дуговая сварка, присадочная проволока 10Х18Н10Т
микролегированная редкоземельным элементом церием, заменяет сталь 08Х18Н10Т в средах общей коррозии пищевой промышленности. Допускает все виды сварки - присадочная проволока Х25Н13, электроды ОЗЛ-11
Читайте также: