Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Область использования: технологическое оборудование предприятий общественного питания. Сталь содержит, мае,%: углерод 0,04-0,12; кремний 0,3-0,8; марганец 0,5-2,0; хром 17-19, никель 9-11, титан 0,35-0,8; азот 0,01-0, cepFOVOOS- 0,02; фосфор 0,008-0,035; железо остальмое. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК! I

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ДОМСТВО СССР (Г(СПАТЕНТ СССР) С ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, ПАТЕНТУ лег им ов со ва от вы, мат

1 (21 4891858/02 (22 17.12.90 (46 30.01.93. Бюл, N. 4 (71) Центральный научно-исследовател ьск и институт конструкционных материалов

"Прометей" (72I Б.N.Bepee:eo. p,H.

"П ометей" (56 ГОСТ 5632-72, с.16 — 17, Изобретение относится к металлургии рованных сталей с особыми свойствами жет быть использовано в общем и торгм машиностроении при производстве ременного технологического оборудоия для пищевых и перерабатывающих аслей агропромышленного комплекса, Известны нержавеющие стали и сплаприменяемые как конструкционный е иал в казанных от аслях машинор у р строения, 1

Однако известные марки сталей не обеспечивают требуемый уровень механиче ких, технологических и служебных . сво ств и не отвечают требованиям, предьявл емым к конструкционным материалам для изделий пищевой промышленности.. Наиболее близкой по технической сущнос ги и составу компонентов к заявляемой коп позиции является аустенитная сталь марки 12Х18Н101 (ГОСТ 5632 — 72), содержаща, мас.%:

Углерод = 0,12

Кремний 0,8

Марганец 2,0

Хром 17,0-19,0

„„ „„17К МВАЗ (я)5 С 22 С 38/50 (54) НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (57) Область использования, технологическое оборудование предприятий общественного питания, Сталь содержит, мас,%: углерод 0,04-0,12; кремнйй 0,3-0,8; марганец 0,5 — 2,0; хром 17 — 19, никель 9 — 11, титан 0,35 — 0,8; азот 0,01 — 0,06; сера 0,005—

0,02; фосфор 0,008-0,035; железо остальное. 2 табл.

Никель 9,0 — 11,0

Титан . 0,8, . М

Сера 0,02

Фосфор 0,035

Железо Остальное

Сталь марки 12Х18Н10Т рекомендуется применять в виде сортового метапла и горячекатаного листа для изделий различных отраслей машиностроения. Однако известный 4 материал не обладает требуемой циклической прочностью и технологичностью при производстве тонколистового рулонного ф, проката, Целью изобретения является создание стали, обладающей более высоким уровнем механических и слу кебных свойств l10 сравнению с известными аналогами, что обеспечивает повышение работоспособности и эксплуатационной надежности создаваемого технологического оборудования, Поставленная задача достигается вве- . дением в состав заявляемой композиции оптимального количества азота, а также изменением соотношения стабилизирующих элементов (титана) к примесям внедрения, 1792448

20

30

50

Предлагается сталь. содержащая, мас,%

Углерод 0,04 — О, 12

Кремний, 0,3 — 0,8

Марганец 0,5 — 2,0

Хром 17,0-19,0

Никель 9,0 — 11,0

Титан 0,35-0,8

Азот 0,01 — 0,06

Железо Остальное

Соотношение легирующих и примесных элементов в заявляемой стали выбрано таким, чтобы структура и основные фиэикомеханические свойствэ металла обеспечивали значительное повышение служебных и эксплуатационных характеристик создаваемого оборудования.

Введение в сталь оптимальных микродобавок азота и контролирование суммар-. ного содержания примесей внедрения обеспечивает требуемый комплекс прочностных и пластических свойств тонколистового рулонного проката, что увеличивает выход годного на стадии металлургического передела и повышает работоспособность конвейерной ленты в, условиях длительной эксплуатации скороморозильных агрегатов типа СМА по производству мясных полуфабрикатов. Превышение укаэанных в формуле изобретения пределов по содержанию суммарного содержания примесей внедрения приводит к увеличению неметаллических включений по всему сечению тонкой ленты, что снижает ее работо- способность в условиях знакопеременного. циклического нагружения и низких температур.

Выбор правильного соотношения стабилизирующего элемента (титана) к суммарному содержанию (С + N) обеспечивает оптимальное сочетание основных физикомеханических, технолОгических и коррозионных свойств металла. По величине этого отношения равной 5 и более практически весь углерОд и азот в стали связаны в специальные карбиды и нитриды, что способствует более равномерному распределению хрома по всему сечению зерна и полному подавлению склонности металла к локальным видам коррозии. При несоблюдении этого соотношения свободные атомы углерода и азота взаимодействуют с атомами хрома, образуют высокохромистые карбиды и нитриды тийа Сг зСо и CrzN, тем самым обедняя приграничные области по хрому и повышая чувствительность границ зерен к межкристаллитной коррозии и межкристаллитному коррозионному растрескиванию, Увеличение количества вводимого титана, с целью повышения отношения Ti(Cc + N), свыше укаэанных в формуле изобретения пределов, существенно ухудшает технологичность стали, в частности шлифуемость и полируемость ленты на стадии отделочных операций, Фрактографический анализ поверхности изломов образцов методом сканирования на электронном микроскопе показал, что в заявляемой стали доля вязкой составляющей в зоне разрушения заметно возрастает по сравнению с известным составом.

Содержание вводимых элементов менее указанного в формуле изобретения пределов легирования не обеспечивает требуемого положительного эффекта, а более высокое их содержание приводит к ухудшению и снижению ряда важнейших физико-механических свойств, определяющих работоспособность материала в условиях эксплуатации перерабатывающего оборудования АПК.

Полученный более высокий уровень основных механических, технологических и служебных свойств заявляемой стали обеспечивается комплексным легированием заявляемой композиции в указанном соотношении с другими элементами.

В ЦНИИ КМ "Прометей" совместно с другими предприятиями и заводами в соответствии с планом научно-исследовательских работ отрасли в обеспечение выполнения известных Постановлений Правительства

СССР по программе "Прогресс-95" и приказа Минсудпрома СССР N 363 от 27.07,89 г, проведен комплекс опытно-промышленных работ по выплавке, пластической и термической обработкам осваиваемого тонколистового рулонного проката. Определены основные механические и технологические свойства заявляемого и известного составов.

Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения необходимых свойств и характеристик представлены в табл.1 и 2.

Формула изобретения

Нержавеющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических свойств и циклической прочности, оно дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 0,04-0,12

Кремний 0,3 — 0,8

Марганец 0,5 — 2,0

Хром 17-19

Никель 9 — 11

Титан 0,35-0,8

Азот 0,01 — 0,06

Железо Остальное

1792448 титана к суммарному содержанию углерода и азота не менее 5. при этом суммарное содержание углерода и азОта не превышает 0,16%, а отношение

Таблица 1

Химический состав исследованных материалов

Со е жание элементов, мас.

Состав

Условный состав

Сг. Nl

0,04

0,06

0,12

0,05

2

9.0

10.0

11,0

9,5

0,3

0,5

0,8

0,6

0,5

1,0

2,0

1,2

17,0

18,0

19,0

18,5

0,06

0,01

0,04

0,03

0,5

0,35

0,8

0,7

Заявляемый

С;содержанием легируюфих элементов ниже предельных значений заявляемой композиции

С содержанием элементо выше предельных значений заявляемой коккпозиции

Из вестн ый

4 0,035 0,2

16,0

0,009

0,3

8,0 0,25

12,0

10,3

2,5

1,2

0,15

0,08

20,0

17,5

1,0

0,6

0,9

0,55

0.065

П р и м е ч а н и е. Остальное железо

Кол— во перегибов

Состав

Условный соВыход годного, $ оь оо,г

МПа

МПа став

1180

18

12

550

83

1

3

965

43

11

9.10

"За вляемый

С одержанием легирую их элементов ниже пр дельных значений за вляемой композиции

С держанием элементо выше предельных зн чений заявляемой

980

815

520 10

5

10

36

1180

950

495

76

80 ко позиции

Из естный

П римечание. 1 — Определение механических свойств металла производилось на стандартных плос- ко — разрывных образцах, выполненных из полунагартованной рулонной ленты толщи ной 0,8 мм. Результаты испытаний усреднены по 3 — м образцам на точку. — Количество перегибов, характеризующих технологическую пластичность стали, пределялось на образцах, вырезанных вдоль найравления прокатки, при стандарт ых испытаниях на изгиб с перегибом в 180О, — Усталостная прочность стали определялась в условиях циклического нагружения а базе 10 циклов, 1

1, Таблица 2

1 . Результаты определения механических и технологических свойств исследованных

1 материалов