Tермомеханическая обработка пружинной стали Х12Н22ТЗМР (ЭП33, ЭИ696М)

Дисперсионно твердеющая аустенитная хромоникелевая сталь X12Н22ТЗМР (<0,10% С; 10—12,5% Cr; 21—25% Ni; 2,6-3,2% Ti; <0,80% Al; 1—1,6% Mo; <0,02% В) из-за меньшего содержания таких легирующих элементов, как никель и молибден, значительно дешевле описанных выше сплавов 36НХТЮМ5 и 36НХТЮМ8. Однако, несмотря на меньшую легированность, сталь Х12Н22ТЗМР после термомеханической обработки отличается довольно высокой релаксационной стойкостью и поэтому широко применяется для изготовления пружин ответственного назначения, работающих длительно при 400—600° С и кратковременно при 650—700° С.

Термомеханическую обработку стали Х12Н22ТЗМР производят по следующим оптимальным режимам: закалка с нагревом до 1100—1130° С (30 мин), в процессе которого растворяется избыточная фаза в-Ni3Ti, и охлаждение на воздухе, фиксирующее пересыщенный у-твердый раствор. Далее следует холодная пластическая деформация — волочение проволоки. Чем выше степень деформации, тем больше упрочнение, но ниже теплостойкость пружин, навиваемых из этой проволоки. Поэтому с повышением температуры службы пружин оптимальная степень обжатия при волочении проволоки уменьшается. Так, для пружин, работающих при 400—500° С, это обжатие соответствует 40%, а при 600—700° С 20%. После волочения проволоки и навивки из нее пружин производят старение при 600—750° С. Оптимальный режим: 750° С, 5 ч. В процессе старения происходит распад пересыщенного твердого раствора, причем максимальному упрочнению, по данным, отвечает стадия предвыделения. После старения для улучшения релаксационной стойкости пружин проводят их стабилизацию или тепловое заневоливание.

Температура и напряжения при стабилизации выше, чем в условиях службы. После стабилизации пружины из стали Х12Н22ТЗМР могут работать даже до 700° С, но, правда, сравнительно кратковременно, тогда как без нее релаксация напряжений оказывается значительной даже при 500—550° С.