СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ

1. Способ обработки металлического сплава, включающий:
нагрев металлического сплава до температуры в рабочем диапазоне температур, при этом рабочий диапазон температур находится в пределах от температуры рекристаллизации металлического сплава до температуры чуть ниже начальной температуры плавления металлического сплава;
обработку металлического сплава при температуре в рабочем диапазоне температур;
нагрев по меньшей мере поверхностной области металлического сплава до температуры в рабочем диапазоне температур;
выдержку поверхностной области металлического сплава в рабочем диапазоне температур в течение периода времени, достаточного для рекристаллизации поверхностной области металлического сплава и для минимизации роста зерен в металлическом сплаве; и
охлаждение металлического сплава от диапазона температур отжига с такой скоростью охлаждения и до такой температуры, которая минимизирует рост зерен в металлическом сплаве.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий промежуточную обработку металлического сплава и нагрев поверхностной области металлического сплава, при этом выполняют перенос металлического сплава в устройство для нагревания.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический сплав представляет собой один из: супераустенитного сплава нержавеющей стали, аустенитного сплава нержавеющей стали, сплава титана, сплава никеля, жаропрочного сплава на основе никеля и сплава кобальта.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический сплав содержит один из: супераустенитного сплава нержавеющей стали и аустенитного сплава нержавеющей стали.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический сплав содержит супераустенитный сплав нержавеющей стали.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический сплав содержит в массовых процентах относительно общей массы сплава: до 0,2 углерода, до 20 марганца, от 0,1 до 1,0 кремния, от 14,0 до 28,0 хрома, от 15,0 до 38,0 никеля, от 2,0 до 9,0 молибдена, от 0,1 до 3,0 меди, от 0,08 до 0,9 азота, от 0,1 до 5,0 вольфрама, от 0,5 до 5,0 кобальта, до 1,0 титана, до 0,05 бора, до 0,05 фосфора, до 0,05 серы; железо и несущественные примеси.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический сплав содержит в массовых процентах относительно общей массы сплава: до 0,05 углерода; до 1,0 кремния; от 10 до 20 марганца; от 13,5 до 18,0 хрома; от 1,0 до 4,0 никеля; от 1,5 до 3,5 молибдена; от 0,2 до 0,4 азота; железо и несущественные примеси.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический сплав содержит одно из: сплава UNS N08367, сплава UNS N06600; сплава UNS N06975; сплава UNS N06625; сплава UNS N08800; сплава UNS N08810, сплава UNS N08811; сплава UNS N08825; сплава UNS N06985; сплава UNS N08535; сплава UNS N06255 и сплава UNS S31603.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработка металлического сплава включает по меньшей мере одно из: ковки, прокатки, обжимки, прессования и формования металлического сплава.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработка металлического сплава включает по меньшей мере одно из: вальцовки, обжимки, прокатки, ковки в открытых штампах, ковки с матричными штампами, ковки на прессе, автоматической горячей ковки, радиальной ковки и высадки металлического сплава.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев по меньшей мере поверхностной области металлического сплава включает по меньшей мере одно из: нагрева в печи, нагрева в пламени и индукционного нагрева поверхностной области металлического сплава.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выдержка поверхностной области металлического сплава в рабочем диапазоне температур в течение периода времени, необходимого для рекристаллизации поверхностной области металлического сплава, включает выдержку поверхностной области металлического сплава в рабочем диапазоне температур в течение от 5 минут до 60 минут.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость охлаждения представляет собой диапазон от 0,17 градусов Цельсия (0,3 градусов Фаренгейта) в минуту до 5,6 градусов Цельсия (10 градусов Фаренгейта) в минуту.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:
металлический сплав содержит один из: супераустенитного сплава нержавеющей стали и аустенитного сплава нержавеющей стали;
при этом нагрев металлического сплава до рабочего диапазона температур включает нагрев металла до температуры в интервале от температуры растворения выделений интерметаллической сигма-фазы металлического сплава до температуры чуть ниже начальной температуры плавления металлического сплава;
при этом рабочая температура для обработки металлического сплава представляет собой рабочий диапазон температур от температуры чуть выше температуры апекса диаграммы время-температура-превращение для выделений интерметаллической сигма-фазы металлического сплава до температуры чуть ниже начальной температуры плавления металлического сплава;
при этом рабочая температура для выдержки поверхностной области металлического сплава представляет собой рабочий диапазон температур от температуры чуть выше температуры апекса диаграммы время-температура-превращение для выделений интерметаллической сигма-фазы металлического сплава до температуры чуть ниже начальной температуры плавления металлического сплава; и
при этом температура супераустенитного сплава нержавеющей стали и аустенитного сплава нержавеющей стали не пересекает диаграмму время-температура-превращение для выделений интерметаллической сигма-фазы металлического сплава во время обработки металлического сплава и перед нагревом по меньшей мере поверхностной области металлического сплава.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что обработка металлического сплава включает по меньшей мере одно из: ковки, прокатки, обжимки, прессования и формования металлического сплава.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что ковка металлического сплава включает по меньшей мере одно из: вальцовки, обжимки, прокатки, ковки в открытых штампах, ковки с матричными штампами, ковки на прессе, автоматической горячей ковки, радиальной ковки и высадки металлического сплава.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что нагрев поверхностной области металлического сплава включает по меньшей мере одно из: нагрева в печи, нагрева в пламени и индукционного нагрева поверхностной области.
18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что выдержка поверхностной области металлического сплава в рабочем диапазоне температур включает выдержку поверхностной области металлического сплава в диапазоне температур отжига в течение времени, достаточного для рекристаллизации поверхностной области, солюционирования выделений интерметаллической сигма-фазы металлического сплава в поверхностной области и минимизации роста зерен в металлическом сплаве.
19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что выдержка поверхностной области металлического сплава в рабочем диапазоне температур включает выдержку поверхностной области металлического сплава в рабочем диапазоне температур в течение от 5 минут до 60 минут.
20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что охлаждение металлического сплава включает охлаждение со скоростью, достаточной для воспрепятствования появлению выделений интерметаллической сигма-фазы в металлическом сплаве.
21. Способ по п. 14, отличающийся тем, что скорость охлаждения представляет собой диапазон от 0,17 градусов Цельсия (0,3 градусов Фаренгейта) в минуту до 5,6 градусов Цельсия (10 градусов Фаренгейта) в минуту.
22. Способ по п. 14, отличающийся тем, что охлаждение металлического сплава включает одно из: закалки, принудительного воздушного охлаждения и воздушного охлаждения металлического сплава.
23. Способ по п. 14, отличающийся тем, что охлаждение металлического сплава включает одно из: закалки металлического сплава в воде и закалки в масле.
24. Способ по п. 14, отличающийся тем, что металлический сплав содержит одно из: сплава UNS N08367, сплава UNS N06600; сплава UNS N06975; сплава UNS N06625; сплава UNS N08800; сплава UNS N08810, сплава UNS N08811; сплава UNS N08825; сплава UNS N06985; сплава UNS N08535; сплава UNS N06255 и сплава UNS S31603.
25. Способ обработки супераустенитного сплава нержавеющей стали, включающий:
нагрев супераустенитного сплава нержавеющей стали до температуры растворения выделений интерметаллической фазы в диапазоне температур растворения выделений интерметаллической фазы, при этом диапазон температур растворения выделений интерметаллической фазы находится в пределах от температуры растворения выделений интерметаллической фазы супераустенитного сплава нержавеющей стали до температуры чуть ниже начальной температуры плавления супераустенитного сплава нержавеющей стали;
выдержку супераустенитного сплава нержавеющей стали в диапазоне температур растворения выделений интерметаллической фазы в течение времени, достаточного для растворения выделений интерметаллической фазы и для минимизации роста зерен в супераустенитном сплаве нержавеющей стали;
обработку супераустенитного сплава нержавеющей стали при рабочей температуре в рабочем диапазоне температур от температуры чуть выше температуры апекса кривой время-температура-превращение для выделений интерметаллической фазы супераустенитного сплава нержавеющей стали до температуры чуть ниже начальной температуры плавления супераустенитного сплава нержавеющей стали;
при этом супераустенитный сплав нержавеющей стали не охлаждается до температуры апекса в течение периода времени от обработки супераустенитного сплава нержавеющей стали до нагрева по меньшей мере поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали до температуры в диапазоне температур отжига;
нагрева по меньшей мере поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали до температуры в диапазоне температур отжига от температуры чуть выше температуры апекса кривой время-температура-превращение для выделений интерметаллической фазы супераустенитного сплава нержавеющей стали до температуры чуть ниже начальной температуры плавления супераустенитного сплава нержавеющей стали, при этом температура супераустенитного сплава нержавеющей стали не снижается до пересечения кривой время-температура-превращение в течение периода времени обработки сплава до нагрева по меньшей мере поверхностной области сплава до температуры в диапазоне температур отжига;
выдержки поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали в диапазоне температур отжига в течение времени выдержки, достаточного для рекристаллизации поверхностной области и минимизации роста зерен в супераустенитном сплаве нержавеющей стали; и
охлаждение супераустенитного сплава нержавеющей стали до температуры охлаждения с такой скоростью охлаждения и до такой температуры, которая препятствует образованию выделений интерметаллической фазы и минимизирует рост зерен.
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что выделения интерметаллической фазы включают сигма-фазу.
27. Способ по п. 25, дополнительно включающий промежуточную обработку супераустенитного сплава нержавеющей стали и нагрев по меньшей мере поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали, при этом выполняют перенос супераустенитного сплава нержавеющей стали в устройство для нагревания.
28. Способ по п. 25, отличающийся тем, что обработка супераустенитного сплава нержавеющей стали включает по меньшей мере одно из: ковки, прокатки, обжимки, прессования и формования супераустенитного сплава нержавеющей стали.
29. Способ по п. 25, отличающийся тем, что обработка супераустенитного сплава нержавеющей стали включает по меньшей мере одно из: вальцовки, обжимки, прокатки, ковки в открытых штампах, ковки с матричными штампами, ковки на прессе, автоматической горячей ковки, радиальной ковки и высадки супераустенитного сплава нержавеющей стали.
30. Способ по п. 25, отличающийся тем, что обработка супераустенитного сплава нержавеющей стали включает радиальную ковку супераустенитного сплава нержавеющей стали.
31. Способ по п. 25, отличающийся тем, что нагрев поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали включает по меньшей мере одно из: нагрева в печи, нагрева в пламени и индукционного нагрева поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали.
32. Способ по п. 25, отличающийся тем, что выдержка поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали в диапазоне температур отжига включает выдержку поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали в диапазоне температур отжига в течение времени, достаточного для рекристаллизации поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали и для минимизации роста зерен.
33. Способ по п. 25, отличающийся тем, что выдержка поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали в диапазоне температур отжига в течение периода времени, необходимого для рекристаллизации поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали, включает выдержку поверхностной области супераустенитного сплава нержавеющей стали в диапазоне температур отжига в течение от 1 минуты до 2 часов.
34. Способ по п. 25, отличающийся тем, что охлаждение супераустенитного сплава нержавеющей стали включает одно из: закалки, принудительного воздушного охлаждения и воздушного охлаждения супераустенитного сплава нержавеющей стали.
35. Способ по п. 26, отличающийся тем, что охлаждение супераустенитного сплава нержавеющей стали включает одно из: закалки в воде и закалки в масле супераустенитного сплава нержавеющей стали.
36. Способ по п. 25, отличающийся тем, что скорость охлаждения представляет собой диапазон от 0,17 градусов Цельсия (0,3 градусов Фаренгейта) в минуту до 5,6 градусов Цельсия (10 градусов Фаренгейта) в минуту.
37. Способ по п. 25, отличающийся тем, что супераустенитный сплав нержавеющей стали содержит в массовых процентах относительно общей массы сплава: до 0,2 углерода, до 20 марганца, от 0,1 до 1,0 кремния, от 14,0 до 28,0 хрома, от 15,0 до 38,0 никеля, от 2,0 до 9,0 молибдена, от 0,1 до 3,0 меди, от 0,08 до 0,9 азота, от 0,1 до 5,0 вольфрама, от 0,5 до 5,0 кобальта, до 1,0 титана, до 0,05 бора, до 0,05 фосфора, до 0,05 серы; железо и несущественные примеси.
38. Прошедший горячую обработку супераустенитный сплав нержавеющей стали, содержащий:
состав, содержащий в массовых процентах относительно общей массы сплава: до 0,2 углерода, до 20 марганца, от 0,1 до 1,0 кремния, от 14,0 до 28,0 хрома, от 15,0 до 38,0 никеля, от 2,0 до 9,0 молибдена, от 0,1 до 3,0 меди, от 0,08 до 0,9 азота, от 0,1 до 5,0 вольфрама, от 0,5 до 5,0 кобальта, до 1,0 титана, до 0,05 бора, до 0,05 фосфора, до 0,05 серы, железо и несущественные примеси;
равноосную рекристаллизованную структуру зерен по всему поперечному сечению супераустенитного сплава нержавеющей стали; и
средний размер зерен, имеющий значения размера зерен ASTM в диапазоне от ASTM 00 до ASTM 3, в соответствии со спецификацией ASTM E112 -12;
при этом равноосная рекристаллизованная структура зерен практически не содержит выделений интерметаллической сигма-фазы.
39. Прокат, содержащий прошедший горячую обработку супераустенитный сплав нержавеющей стали по п. 38.
40. Прокат по п. 39, отличающийся тем, что прокат выбран из бруска, пластины, листа и прессованного профиля.