Сталь 14х17н2 термообработка максимальная твердость. Горячекатаные и холоднокатаные стальные листы. Маркировка и расшифровка

Этот материал представляет собой коррозионно-стойкую жаропрочную сталь. Относится он к классу мартенсито-ферритных. Также в технической литературе вы можете встретить наименования 1Х17Н2 или ЭИ268. Это не аналоги, а другие обозначения данной марки.

Коррозионная стойкость - способность материалов сопротивляться коррозии, определяющаяся скоростью коррозии в данных условиях. Для оценки скорости коррозии используются как качественные, так и количественные характеристики. Изменение внешнего вида поверхности металла, изменение его микроструктуры являются примерами качественной оценки скорости коррозии.

Название металла имеет немецкое происхождение. Название кобольд Рурские майнеры называли вредным пещчерным карликом, скрывающим руду, и вместо этого проскальзывает ошеломляющий камень, радужная оболочка. Тот факт, что кобальтовая руда богата солями мышьяка. Соль кобальта дает стекло, его синяя окраска уже известна в древнем Вавилоне и Ассирии.

Маркировка и расшифровка

Сплав кобальта повышает термостойкость и значительно усиливает сталь. Кобальт легируют Инструментальные сплавы для производства резаков, сверл и т.д. кобальт является частью постоянных магнитов, окрашенных вместе с хромом и ванадием. Благодаря магнитным свойствам, кобальтовые сплавы использовали сердечники в электродвигателях и трансформаторах, а также в магнитной записи. Кремнийсодержащий кобальт - превосходный материал для высокоэффективных тепловых генераторов. Он также используется в качестве источника ионизирующего излучения в реакторах.

Из стали 14Х17Н2 производят:

• фасонный и сортовой прокат,
• рабочие лопатки, диски, валы и втулки,
• фланцы, фитинги и крепежи,
• калиброванные и шлифованные прутки,
• запчасти компрессорных машин, предназначенных для работы на нитрозном газе,
• серебрянки,
• тонкостенные и толстостенные листы,
• полосы, и кованные заготовки,
• детали, которые работают с агрессивными средами и при пониженных температурах.

Все эти элементы используются в различных областях промышленности.

Точный химический состав стали 14Х17Н2

Эксплуатационные и технические характеристики изделий из данного материала, а также его химический состав прописаны в нормативе ГОСТ 5632-72. Сплав включает в себя 9 элементов.

Основные из них:

• Никель

Второстепенные:

• Кремний
• Марганец
• Титан
• Углерод
• Фосфор

Точное процентное соотношение веществ вы можете посмотреть в таблице и на диаграмме ниже.

			меньше 0,8					меньше 0,025

Свойства стали 14Х17Н2

Данный сплав обладает отличными техническими характеристиками. Он очень надежный и долговечный. Изделия из этого материала широко используются в различных направлениях современной промышленности.

Удельный вес данного металла составляет 7750 кг/м3. Его термическая обработка осуществляется следующим образом:

• закалка при температуре до 1020oC,
• обработка в масле,
• отпуск при показаниях термометра около +700oC,
• охлаждение на воздухе.

Начальная температура ковки достигает 1250 oC, конечная - 900oC. Сечение доходит до 350 мм. Твердость материала составляет HB 10 -1 = 228 - 293 МПа.

Критические температурные отметки:

• Ac1 = 720
• Ac3(Acm) = 830
• Ar1 = 700

Обрабатываемость резанием возможна в закаленном и отпущенном состоянии. Материал относится к трудносвариваемым, поэтому осуществлять сварку необходимо с предварительным нагревом и дальнейшей термообработкой. При этом стоит учитывать, что сплав склонен к отпускной хрупкости.

Технические характеристики наиболее распространенных изделий из стали 14Х17Н2

Стальные прутки

Во время первого этапа обработки их закаливают маслом при температуре от +975° до +1040°С. Затем отпускают на воздухе при показаниях термометра от +275° до +350°С. При втором шаге изделия закаливаю маслом с температурой 1000°-1030°С, затем вновь следует отпуск на воздухе, но уже при 620°-660°С.

Такие прутки имеют сечение до 60 мм. Их условный предел текучести варьируется от 635 МПа до 835 МПа. Максимальный предел прочности при растяжении составляет 1080 МПа. Показатели относительного удлинения после разрыва варьируются в пределах от 10% до 16%, сужения – от 30% до 55%.

Горячекатаные и холоднокатаные стальные листы

Их закаливают в воде или на воздухе при температуре 960°-1050°С. Отпуск поперечных образцов происходит на воздухе при 275°-350°С.

Условный предел текучести данных листов составляет 882 МПа. Сопротивление на разрыв достигает 1078 МПа. Относительное удлинение после разрыва около 10%, сужение при этом не происходит.

Стальные поковки

Изготовление этих деталей осуществляет двумя методами.

Первый:

Изделие закаливается маслом при температуре 980° - 1020°С и отпускается на воздухе при 680° - 700°С. Его сечение при этом может доходить до 1000 мм. Предел текучести составляет 637 МПа. Временное сопротивление разрыву – 784 МПа. Относительное удлинение после разрыва достигает двенадцати процентов, а сужается деталь до 30%.

Второй:

Поковку закаливают маслом при 1000° - 1030°С. Затем ее ждет двойной отпуск в печи или на воздухе при температуре от 665° до 675°С. Сечение таких деталей доходит до 100 мм. Предел текучести условно достигает 540 МПа. Сопротивление на разрыв – 690 МПа. Удлинение после разрыва может доходить до 15%, а сужение до 40%.

Изобретение относится к термической обработке стали, применяемой для изготовления сложнонагруженных деталей в судовом машиностроении, воспринимающих значительные разнонаправленные динамические нагрузки, например, крепежа, поковок. Для повышения пластических характеристик и ударной вязкости способ включает нагрев стали под закалку при температуре 1040-1050°C, охлаждение в масле, двукратный отпуск с охлаждением в воде после каждого отпуска, причем нагрев при первом отпуске ведут при температуре 600-610°C. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к технологии термической обработки и предназначено для термической обработки деформируемой коррозионно-стойкой стали 14X17H2, применяемой в судовом машиностроении для изготовления сложнонагруженных деталей, воспринимающих значительные разнонаправленные динамические нагрузки, например, крепежа, поковок.

Известны способы термической обработки стали 14X17H2, разные технологические приемы и решения по процедуре нагрева, выдержки и охлаждения, которые нашли широкое промышленное применение в серийном производстве продукции общетехнического назначения. Однако они не обеспечивают требуемого уровня механических характеристик.

Известен способ термической обработки изделий из стали 14X17H2 (ГОСТ 5949-75) «Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная», включающий закалку в масле в интервале температур 1000-1030°C с последующим высоким отпуском в интервале температур 620-660°C и охлаждением на воздухе. Однако он не обеспечивает получения однородного комплекса свойств в направлении вдоль и поперек волокон деформации, регламентируя лишь значения механических свойств поперек волокон деформации. Известное техническое решение находит промышленное применение при термической обработке проката, применяемого в судостроительной промышленности для изготовления из него деталей в процессе последующего перекова проката.

Недостатком известного способа является то, что он обеспечивает более низкую ударную вязкость, которая определяется содержанием δ феррита в стали. Наиболее высокой ударной вязкостью обладает сталь, практически не содержащая δ феррит; несколько ниже - у сталей мартенситно-ферритного класса, содержащих δ феррита более 40%; наименьшая ударная вязкость у стали, содержащей δ феррит в пределах 10-20%.

В качестве прототипа принят способ термической обработки штамповок кривошипных валов из стали мартенситно-ферритного класса 14X17H2, включающий закалку в масле с температуры 970-1020°C и последующий двукратный высокотемпературный отпуск, первый и второй отпуск осуществляют при температуре 620-670°C с охлаждением после каждого отпуска в воде или масле, при этом первый отпуск проводят в течение 4,5-5 часов, а второй отпуск 3,5-4,5 часа. Однако способ по прототипу не обеспечивает высоких пластических характеристик и ударной вязкости. Эти недостатки устраняются предлагаемым техническим решением. Задачей изобретения является повышение качества сложнонагруженных деталей. Технический результат - повышение пластических характеристик и ударной вязкости, которые наиболее важны для сложнонагруженных деталей.

Этот технический результат достигается тем, что в способе термической обработки деформируемой коррозионно-стойкой стали 14X17H2, включающем нагрев под закалку, охлаждение в масле, двукратный отпуск с охлаждением после каждого отпуска в воде, нагрев под закалку осуществляют при температуре 1040-1050°C, нагрев при первом отпуске - при температуре 600-610°C. При этом время выдержки при закалке 3 часа, время выдержки при первом отпуске 4,5-5 часов, при втором отпуске 3,5-4,5 часа, как в прототипе, температура второго отпуска находится в интервале, принятом в прототипе (620-670°C), в предлагаемом способе 640-660°C. Технический результат достигается выбором узкого диапазона температур при закалке и первом отпуске. В структуре после охлаждения от температуры закалки до комнатной образуется мартенсит и сохраняется некоторое количество мягких структурных составляющих δ феррита. Проведение высокого отпуска при указанной температуре приводит к распаду мартенсита на ферритно-карбидную смесь, обеспечивая стабильное состояние отпущенной мартенситной составляющей.

Способ осуществляют следующим образом.

Заготовки вырезают из прутков стали 14X17H2, помещают в печь с выдвижным подом и подвергают их термической обработке по предлагаемому режиму. После термической обработки из заготовок изготавливают образцы для механических испытаний.

Пример осуществления способа.

Из прутка стали 14X17H2 (химический состав приведен в таблице 1) диаметром 80 мм брали отрезок 1,5 м, из которого фрезой вырезали заготовки для термической обработки. Заготовки вырезали в соответствии с требованиями ГОСТ 7564-97: продольные - бруски сечением 25×25 мм, поперечные - шайбы толщиной 20 мм. Вырезанные заготовки проходили термообработку по различным режимам: на средних, минимальных, максимальных и запредельных значениях параметров. Оптимальным был признан режим: закалка при 1040°C 3 часа, охлаждение в масле, нагрев при первом отпуске при температуре 610°C, выдержка 4,5 часа, охлаждение в воде, нагрев при втором отпуске 650°C 3,5 часа, охлаждение в воде. Обработанные образцы подвергали механическим испытаниям (результаты приведены в таблице 2). Определение ударной вязкости производилось при нормальной температуре по ГОСТ 9454-78; испытания на растяжение образцов проводилось по ГОСТ 1497-84; склонность к межкристаллитной коррозии определялась по ГОСТ 6032-2003 методом AM на продольных и поперечных пластинах. Склонность к межкристаллитной коррозии отсутствовала; содержание δ феррита определялось по методу Розиваля на поперечных микрошлифах и составило 0,1%.

В примерах меняли температуру нагрева под закалку и принимали ее 1030, 1040, 1050, 1060°C при времени выдержки 3 часа, нагрев при первом отпуске до 610°C 4,5 часа, при втором 650°C 3,5 часа, охлаждение в воде. При температуре нагрева под закалку 1030°C свойства на образцах были нестабильны, то же наблюдалось при нагреве при 1060°С. Вероятно это связано с неполным распадом мартенсита. Меняли температуру нагрева при первом отпуске: 590, 600, 610, 620°C, выдержка 4,5 часа, охлаждение в воде. Температуру второго отпуска принимали 650°C, выдержка 3,5 часа, охлаждение в воде. Температура закалки 1040-1050°C 3 часа. При температуре первого отпуска 590°C не весь мартенсит распадался на ферритно-карбидную смесь и снижались механические характеристики. При температуре первого отпуска 620°C свойства были, как и при 610°C, следовательно нагрев до этой температуры нецелесообразен экономически.

Как видно из таблицы 2, пластические характеристики и ударная вязкость после обработки по предлагаемому способу выше, чем по прототипу. Значения δ в и δ 0,2 практически соответствуют значениям прототипа. Испытания проведены в производственных условиях и подтвердили промышленную применимость способа.

Таблица 1
Марка стали	Полуфабрикат	Химический состав, % мас.
		C	Mn	Si	Cr	Ni	P	S
ГОСТ 5632-72		0,11-0,17	0,8	0,8	16-18	1,5-2,5	0,025	0,030
14X17H2		0,12
14X17H2	прокат		0,52	0,56	16,0	2,2	0,022	0,011

Таблица 2.
⌀ проката, мм	Способ обработки	Механические свойства, не менее	Вид образца
δ, %	ψ, %	KCU, МДж/м 2
от 60-100	Известный	12	43	38-52
	По прототипу
80	Предлагаемый	17,5	45,8		Продольные
		14,3	43,2	83	Поперечные

Способ термической обработки деформируемой коррозионно-стойкой стали 14X17H2, включающий нагрев под закалку, охлаждение в масле, двукратный отпуск с охлаждением в воде после каждого отпуска, отличающийся тем, что нагрев под закалку осуществляют при температуре 1040-1050°C, а нагрев при первом отпуске - при температуре 600-610°C.

Похожие патенты:

Изобретение относится к восстановлению крупногабаритного азотированного коленчатого вала из стали или чугуна с шаровидным графитом, получившего при эксплуатации задир одной или нескольких шеек, имеющих полость.

Изобретение относится к способам упрочнения изделий и может быть использовано преимущественно в машиностроении при индукционной закалке изделий типа осей, валов, имеющих сложную конфигурацию упрочняемых участков в местах выхода шлиц, пазов, лысок и т.д.