Сталь
Иллюстрации
Реферат
СТАЛЬ, содержащая углерод, , кремний, марганец, хром, никель, молибден , ванадий, церий, лантан и железо, отличающаяся тем. сесошякАя 5 RATKJffTlIi- :.;: I J I ТЕХ11й Е ; Л ; ЭлЗЛИОТЕдД что, с целью повышения трещиноустойчивости при сохранении прочности, она дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,15-0,28 Кремний1,5-2,5 Марганец0,5-1,2 Хром0,6-1,2 Никель0,3-1,0 Молибден0,2-0,4 Ванадий0,05-0,20 Церий0,05-0,10 Лантан0,005-0,01 Магний0,005-0,01 ЖелезоОстальное
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУЬЛИН
ЗЕО С 22 С 35/46
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTNA списочник изоБРЕтеНИЯ --. (21) 3596377/22-02 (22) 27.05.83 (46} 07.10.84. Бюл. ¹ 37 (72) Е.И.Пряхин, Л.Д.Иванова, А.С.Капран, Г.А.Шемонаева, В.А.Кучумов, Б.А.Кимель, В.Н.Купыро и Г.M.Êëè÷êî (53) 669.15.194(088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР
¹ 431259, кл.— С 22 С 38/46, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 899702, кл. С 22 С 38/46, 1979. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод,, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, церий, лантан и железо, отличающаяся тем, „SU„, 1117331 А что, с целью повышения трещиноустойчивости при сохранении прочности, она дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.X:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Никель
Молибден
Ванадий
Церий
Лантан
Магний
Железо
0,15-0,28
1,5-2,5
0,5-1,2
0,6-1,2
0,3- t,0
0,2-0,4
0,05-0,20
0,05-0,10
0,005-0,01
0,005-0,01
Остальное
1117331
Изобретение относится к черной
Металлургии, в частности к сталям, используемым для получения литых изделий.
Известна сталь 11" следующего состава, мас.%:
Углерод 0,20 0 24
Марганец 0,5-0„,8
Кремний 1„8-2,0
Хром 0,6-0,9
1Î
Молибден 0,25-0,30
Ванадий 0,1-0,15
Магний 0,О05-0,01
Церий 0,05-0,1
Иттрий 0,05-0,1
Железо Остальное
Недостатками данной стали яви пот я неудовлетворительная пластичность и низкая трещиноустойчивость.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь f2 3 с«едующего состава, мас.7:
Углерод 0,12-0,24
Марганец 0,30 — 0,95 2
Кремний 0,17-0,37
Хром 0,3-1,5
Никель 1,9-3,25
Молибден 0,20-0,.5
Ванадий ООэОз
Алюминий 0,01-0,03
Кальций 0,002-0,С2
Церий 0,01-0,3
Лантан 0,005--0,2
Неодим 0,001-0,05
Железо Остальное ЪЗ
Недостатком известной стали является неудовлетворительная трещинаустойчивость.
Цель изобретения — повышение трещинаустойчивости стали при, -охране г0 нии прочности.
Для достижения поставленной цели сталь, содержащая углерод, кремний, марганец хром никель, молибден. на1 Э
Л 1 надий, церий, лантан и железо, допол-нительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,15-0,28
Кремний
Марганец 0,5-1, 2
5О
Хром -0,6-1 2
Никель 0,3-1,0
Молибден О, 2-0,7«
Ванадий 0,05-0,20
Церий 0„05-0,1О
Лантан 0,005-0,01
Магний 0,005-0,01
Железо Остальное
Предлагаемая сталь обеспечивает сокращение высоких значений предела прочности, предела текучести и ловышение трещиноустойчиности за счет увеличения содержания кремния„ пониженнагс содержания никеля и,цопалнительного введения магния.
Высокие прочностные свойства стали достигаются увеличением содержания кремния до 1,5-2„5 мас.7.. При указанном содержании кремний обеспечивает упрочнение твердого раствора за счет размерного и упругого несоответствия между атомами кремния и атомами железа. При содержании кремния до 1,5мас.7. эффект необходимого упрачнения не достигается, а при содержании кремния выше 2„5 мас.% наблюдается переупрочнение твердого раствора с =Fe, приводяmee к ега ахрупчиванию. Соатветственна, резко снижаются пластичность и вязкость стали.
Магний оказывает сильное действие на первичную кристаллизацию, устраняя зону столбчатых кристаллов и образуя мелкозернистую структуру. Являясь поверхностна-активным элементом, магний изменяет форму и характер расположения неметаллических включений.
Указанным воздействием магний в количестве 0,005- 0,010 мас.% способствует абеспече«wo высокого уровня пластичности и ударной вязкости, повышению трещиноустайчивасти стали при увеличении предела прочности и предела течучести стали, чта вызывается легираванием кремния.
Прецлагаeìàÿ сталь имеет в 1,6 раз выше трещиноустойчивость, чта объясняется воздействием магния, более
:«vзким содержанием никеля. Никель является элементом-акцептором и при введении в количестве 0,3-1,0 мас.%. способствует уменьшению дисбаланса между элементами-донорами и элементами-акцепторами и вызывает повышение трещинаустайчивости по сравнениго са сталью, не содержащей никель. Однако при увеличении содержания никеля свыше 1,0 мас.7 проявляется н большей мере влияние никеля на первичную кристаллизацию. Структура стали с содержанием до 1,5 мас.7. никеля отличается уже крупным зерном и наличием зоны столбчатых кристаллов.
Дальнейшее увеличение количества никеля (до 7 мас,%) способствует развитгпо транскристаллизации. Так как трещиноустойчивость стали зависит
111733
Содержание компонентов, мас.7
Ип Si Cr Ni Mo
Сталь
I 1
Предлагаемая
0,10 0,3 0,5 0,3 0,15 0,15 0,03
0,15 0,5 1,5 0,6 0,3 0,2 0,05
0,22 0,9 2,0 0 9 0,7 0 3 0,13
0,28 1,2 2,5 1,2 1,0 0,4 0,20
0,003
0,005 с
0,008
0,010
0,015
0,32 1,5 4,0. 1,5 1,5 0,6 0,30
Известная
0,12 0,30 0,18 0,3 1,9 0,20 0,05 0,01 0,002
0,24 0,95 0,37 1,5 3,24 0,35 0,30 0,029 0,0190 з от структуры, то с увеличением содержания никеля свыше 1,5 мас.X она уменьшается и тем интенсивнее, чем выше содержание никеля в стали.
Пример. Плавку проводят в открытой 60-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой.
Проводят 20 плавок предлагаемой стали и 8 плавок известной. Температура заливки стали обоих составов 1560-1570 0.
Для определения мехачических свойств отливают пробные бруски (ГОСТ 977-75).
Образцы из предлагаемой стали
15 подвергают термической обработке по режиму: нормализация.при 1000-1050 С; отпуск при 720-740 С; закалка в воду с 1000-1020 С; отпуск при 180-200 С.
Режим термической обработки образцов известной стали: 1-я закалка с 880-900 С в масло; 2-я закалка с 770-780 С в масло; отпуск при 180-200 С.
Трещиноустойчивость определяют по пробе ЛПИ им.N.È;Êàëèíèíà.
Результаты исследований механических свойств и трещиноустойчивости предлагаемой стали на верхнем, среднем н нижнем уровнях содержания компонентов, а также известной стали и стали с содержанием компонентов, выходящим эа пределы, приведены в таблице.
Как следует из приведенных в таблице данных, трещиноустойчивость предлагаемой стали (составы 2-4) в сравнении с известной (состав 6) в 1,6 раза выше при сохранении высоких значений прочности. При содержании компонентов в стали в меньшем количестве, чем предложено, значения прочности и трещиноустойчивости снижаются (состав 1). При содержании компонентов в большем количестве резко снижается трещиноустойчивость стали (состав 5) .
Экономический эффект от использования предлагаемой стали составит
47460 р. в год.
11 :7331
Продолжение таба","цк
Предел
Предел текучести, МПа
Сталь прочности,, МПа
Се eL а,. Nd
Предлагаемая
1150-1200
1000
1430--1440 1630
1710-172"1500.-1515
1620-1625 18 0
1660-1750
1890-1980
Известная
0,01 0,005 0,001 1I..0 1220
0,30 0,200 0,050 1340 1460
Продолжение т аблг1,ы
Относительное
Относительное
1 удлинение, /о
Сталь сужение, 1
7 х
Предлагаемая
65,0-65,"700
880--990
800-820
850-860
610-620
4,2 "7,3 i 460
15,3
550
1580
Составитель А. Соловей
Техред Л „Коцюбняк Корректор И. Зрдейи
Редактор B. Петраш
Заказ 7155/18
Тираж 602
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4
18,0-18,5
15,0-20,1
13, 1-14,4
12, 8-13,4
0,03 0,003
0,05 0,005
0,08 0,008
0,010 0,0 IO
0,15 0,03
56,0-56,3
52,7-54,9
45,0-4i,3
15,6-19,4
Ударная вязког-.ь Тргщино-: кДж/и - устойчи830-870
670-690
150-430