Сталь
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к металлургии, а именно к литейной стали, и может быть использовано при изготовлении отливок, работающих в условиях высоких температур и агоессивных сред. Цель изобретения - повышение механических свойств стали. Сталь дополнительно содержит бор и селен при следующем соотношении компонентов, мае. %; углерод 0,2-0,6,' кремний 0,5-1,5; марганец 0,3-0,8; хром 22-27; никель 14-19; бор 0,001-0,005; селен 0,005-0,01; железо остальное. 6 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з- С 22 С 38/60
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
/.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815695/02 (22) 06.03;90 (46) 15.02.92, Бюл. М 6 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и ее-: вершенствования ремонтного обеспечейиЯ на предприятиях черной металлургии "Чеметавтоматик" (72) P.À. Маслов, А.Л. Рудницкий, ЮЯ. Ciri чихин, Л.Б. Гуревин, f.P. Халиф и А.В. Капун (53) 669,14.018.85-194 (088.8) (56) Сталь 20Х25Н19С2Л. ГОСТ 2176-77.:
Изобретение относится к металлургии, а именно к литейному производству,и мо-: жет быть использовано при изготовлении отливок, работающих в условиях высокмх температур и агрессивных сред.
Известна сталь 20Х25Н19С2Л по ГОСТ"
2176-77, содержащая, мас. : углерод до.0,2; кремний 2,0-3,0; марганец 0,50-1,50; хром
23,0-27,0; никель 18,0-20,0; железо остальное.
Известна жаростойкая сталь, содержащая, мас. g: углерод 0;1-0,4; кремний 1 5-2; марганец 1-2; хром 16-20; никель 9-11; . алюминий 0,01-0,05; титан 0.01-0,1; ванадий 0,05-0,15; ниобий 0,05-0,25; кальцйй
0,005-0,05; РЗМ 0.001-0,08; бор 0,005--0ф1; железо остальное.
Известна также сталь, содержащая, . мас. j: углерод 0,6-0,6; кремний 2,3-2,8, марганец 0,4-.0,8; хром 24-26; алюмййий
0,5-0,7; никель 1-2; бор 0,005-0,01; медь
0,2-0,4; ванадий 0,05-0,10; железо. остальное, а также литейная сталь, содержаафя, мас. $: углерод 0,02-0,08; марганец 0,2-1,5;
„„ ;Ц,„„1712458 А1 (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к литейной стали, и может быть использовано при изготовлении отливок, работающих в условиях высоких температур и агоессивных сред. Цель изобретения— повышение механических свойств стали..
Сталь дополиительно содержит бор и селен при следующемсоотношении компонентов, мас. : углерод 0,2-0,6; кремний 0.5-1,5: марганец 0,3-0,8; хром 22-27; никель 14 — 19; бор 0,001 — 0,005: селен 0,005-0.01; железо остальное, 6 табл, кремний 0,3-1,5; хром 16,0 — 22,0; никель
6,0-9,0; молибден 2,0-4,0; медь 1,0-2,5; титан 0,05-0,20; Р3М 0,01-0.1; алюминий
0,005 — 0,05; кальций 0,001-0,05; .ниобий
0,01-0;1; железо остальное.
Известные стали обладают недостаточным уровнем механических свойств.
Наиболее близкой к изобретению является сталь 20Х25Н19С2Л по ГОСТ 2176-77, содержащая, мас.ф:
Углерод 0,1-0,2
Кремний 2,0 — 3;0
Марганец 0,5-1,5
Хром 23-27
Никель 18-20
Железо Остальное
Цель изобретения- повышение механических свойств стали.
Цель достигается тем, что в известный сплав дополнительно введен бор и селен, Бор оказывает упрочняющее воздействие на сталь, способствуя повышению плотности отливок и прочности при высоких температурах, При вводе бора в количестве
1712458
Пористость образцов литой стали определяли как соотношение разности расчетной и фактической плотности стали и расчетной плотности стали (см. табл. 2, 5, 6).
5 Результаты испытаний показали, что ввод в сталь дополнительно борз и селена способствует повышению ее механических свойств, Показатели механических свойств возрастают на Зф, относительное удлине10 ние — на 34 5, относительное сужение — на зз .
При увеличении содержайия легирующих элементов выше верхнего предела предложенного легирования показатели
15 свойств не повышаются, . Применение предложенной стали предполагается при изготовлении деталей, работающих при высоких температурах в агрессивных средах. в частности колоснико20 вых обжиговых машин. Зкономический эффект от внедрения изобретения достигается за счет повышения надежности и долговеч- ности деталей из предлагаемой стали.
Формулa изoбретения
25 . Сталь, содержащая углерод„кремний, марганец, хром, никель, железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств, она дополнительно содержит сален и бор при следующем соот30 ношении компонентов, мас.,:
Углерод 0;2-0,6 ..
Кремний 0,5-$,5
Марганец 0,3-0,8
Хром . 22-2735 Никель 14-19
Бор 0,001-0,005
Селен . 0,005-001
Железо Остальное
Табли ца 1
Содержание элементов, иас.3
Номер образца стали
»«»««««Ф«««««««« °
Бор Селен Железо
Угле- Креи- Карга- Хром род ний нец
Известная
0,18 2,Ç 0,8 24,8
Предлагаемая
6,4 6,2 20
0 5 0,3 22
1,0 0 5 25
15 68 27 т,6 О,9 29
52 92
3
5
0,003 66,29
0,095 62,99
0, 067 56,59
О,OI 51,08
0,012 4g,j&
1З 0,0005
14 6,061
16 5 О, 003
19 0,005
20 О, 00.6
0,1
0,2
0,4
0,6
0,7 до 0,0017 не достигается требуемый уровень механических свойств и эксплуатационных характеристик. При введении бора в. количестве свыше 0,005$ снижается эффективность его воздействия.
Селен, являясь поверхностно-активным элементом, способствует дегазации стали;
При вводе селена s количестве 0.005-0,01 содержание газов в стали уменьшается на
20--40 . Введение в сталь селена в количестве менее 0,005 малоэффективно и не оказывает заметного воздействия на качество стали. При увеличении содержания селена . свыше 0,01ф эффективность воздействия снижается, увеличивается количество неметаллических включений в микроструктуре стали.
В песчано-глинистые формы отливалй пробы диаметром 40 мм и длиной 200 мм.
Иэ проб вырезались образцы для определения химического состава и механических свойств стали.
Химический состав предложенной и известной стали приведен в табл. 1, 3, 5(составы 2, 6, 7, 10, 11; 14 выходят за пределы легирования предложенной сталй). .Предел прочности, текучести, относительное удлинение и сужение определяли при испытании на растяжение на универ. сальной испытательной машине Фу 10000 еЦ при растяжений образцов диаметром 9 мм и длиной f45 мм. Нагрузка при испытаниях составляла 4000 кгс и контролирова. лась электронными силоиэмерителями, Твердость определяли по методу Винкерса на приборе ТПП2 на полированных образцах толщиной 20-30 мм при нагрузке
10 кгс в течение 10-секундного воздействия индентора.
«««««««««» «««««««««««»
17 1.2458
Та блица 2
1»
Относич, ельное .удлинение, .3
Пористость
Твердость, .
Нч 10lin
Относи" тельное сужение, Предел прочности на растяжение, Ипа
Предел текучести, МПа
Номер образца стали
«
Известная
312 1-8,6 !
Предлагайчая
308 - 15, 3
319 . 18,9
321 20,6
322 . 19,7
320:: 18 1
2 9
39,8 201
2,5
1,6
Ое9
0,5
0.3
49е4 205
53,7 215
59,8 222
58,7 223
50,4 223
484
516
511
2 3
6 е«ее
Т..аблица3
Содержание элементов, мас.Ф
«» Ч «
Упм- Крем- Иере- Хром Никель род ний нец .
»е
Известная 0üг8 2,3 0,8:, .:24,8 19
Предлагаемая.
0,4 1,0 0 5: . 25 16 5
04 1 0 05:,25. ° 165
04 .10 . 0,9... 25 165
0,4 1, 0:0,9 . 25 16 5 0,4 1,0 О. 5 . 2 . 16,5
Номер образца стали
Селен йелвзо бор
52>92
0 0005 0,007
0 001 0,007
0,003 0,007
0 005 0 007
0,006 0,007
56,59.
56,59
56,59
56,59
56,58, .7
8.
9 ,10 е «е
Таблица.4
«ЧЕе ««е«» «»«
«е«
Твердость, aV ге/го
Номер образца стали
Предел.. — Относите кучеС"": 1ел ь ное ти, HA@: . удлине-ние, 3
Предел прочнос" ти на растяжение, МПа
ПорисTOCTb °
Относительное сужение, е е е е ««.е Е е е е еее е «» «е
Иэвестна я
312... 19,6 ,Предлагаемая
306 15,0
318
321 . 20,6
322 20, 1
322 -. 20,1
477
39,8
2 9
201
482
499
516
516
204
213
222
222
222
2,6
1,7
0 9
0,6
0,4
47,4
52,1
59,8
59,2 .58,5
8
9
10 ее е е
1712458
Таблица5
° Ю ° ЮМ
Содержание элементов, мас.2
Номер образца стали
Марга" Хром Никель 5ор Сален железо нец
Угле- КремрсЗ1 ний
Известная
0,8 24,8
Предлагаемая
25
25
0,18 . 23,8
52,92
0,4 1,0 0,5
Ое4 1 ° О 0 5
0,4 1,0) 0,5
0,4 t;0 0 5
0,4 1,0 : 0,5
16 5 0,003 0,003
16,5 0,003 0,005
16,5 . 0,003 0,007
l6,5 0,00), 0,01
16,5 0,003 0,012
Относи" Твердость, тельное HU t0/tô сужение, ф
Пористость, Предел Относи" текуиес" тельное ти, МПа удлинение 2
Предел у прочности на растяжение МПа
3, »
477
39 8
201
Составитель В.Брострвм
Редактор M.Êåëåìåø Техред М.Моргентал Корректор C.Øåâêóí
Заказ 512 Тираж Подписное
ВНИИПИ, Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-Эб, Раушская наб,, 4/8
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
11
12
13
11
12
13
484
498
516
513
Известная
312 . 186
Предлагаемая
309 . 15,3
318 18,6
321 20,6
322 .: 19,9
321 18ю7
50 4
53,1
59,8
58i5
52,4
222
22-2
222
2 5
1,6
0 9
0,5
О 3
56,59
56>59;
56,59
56,59,.
56,58