Сталь
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к.металлургии, в частности к сталям для отливок, эксплуатирующимся при высоких температурах в агрессивной газовой среде. Сталь содержит , мае. %: 0,2-0.6 С: 0,5-1.2 Si; 0,3-1.0 Мп: 22-28 Сг; 14-20 NI; 0,1-0,3 TI; 0,05-0.2 Са: 0,005-0,05 Те; 0,001-0,0045 В; 0.001-0.006 Се и остальное - Fe. Сталь имеет повышенные механические свойства в литом состоянии , мелкозернистую аустенитную структуру и высокую плотность. 2 ил., 6 табл.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5I)5 С 22 С 38/60
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕ Н ТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4926160/02 (22) 08,04,91 (46) 23,03.93, Бюл, N. 11 (71) Научно-производственное объединение. по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" (72) Р.А,Маслов, А,Л.Рудницкий, Ю.П.Ситчихин и Н,А.Гончаренко (73) Песковский чугунолитейный завод (56) Авторское свидетельство СССР
М 1498819, кл. С 22 С 38/60, 1989, Изобретение относится к металлургии, а именно к литейному производству, и может быть использовано при изготовлении отливок, эксплуатирующихся при высоких температурах в агрессивной газовой среде, Целью изобретения является повышение механических свойств стали в литом состоянии.
С этой целью в известную сталь дополнительно вводят бор и церий при следующем содержании компонентов, мас, :
Углерод 0,2-0,6
Кремний 0,5-1,2
Марганец 0,3 — 1,0
Хром 22-28
Никель 14 — 20
Титан 0,1 — 0,3
Кальций 0,05 — 0.2
Теллур 0,005 — 0,05
Бор 0,001 — 0,0045
Церий 0,001 — 0,006
Железо Остальное
Ввод в сталь бора, являющегося поверхностноактивным элементом приводит к изЯ2 1804491 ДЗ (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям для отливок, эксплуатирующимся при высоких температурах в агрессивной газовой среде. Сталь содержит, мас. О/,: 0,2 — 0,6 С; 0,5 — 1.2 Si; 0,3-1,0 Мп;
22-28 Cr; 14-20 Ni; 0,1-0,3 Ti; 0,05-0,2 Са;
0,005 — 0,05 Те; 0,001-0,0045 В; 0,001-0,006
Се и остальное — Fe. Сталь имеет повышенные механические свойства в литом состоянии, мелкозернистую аустенитную структуру и высокую плотность. 2 ил., 6 табл. мельчению структуры металла за счет его концентрации в пограничных объемах. Кроме того, это его расположение препятствует диффузии углерода в эти объемы. что ослабляет вредное влияние углерода на свойства стали при их эксплуатации при 700 С. Способствуя измельчению структуры, бор ослабляет воздействие хрома на укрупнение структуры стали.
За счет дегазационных свойств бора происходит одновременно повышение плотности металла.
Церий, являясь сильным раскислителем, также способствует дегазации и, следовательно, повышению плотности стали в литом состоянии. Будучи химически активным элементом, церий, соединяясь с газами в расплаве стали, способствует усилению воздействия на расплав бора как поверхностно-активного элемента.
Эффективность воздействия бора и церия увеличивается при их совместном использовании. Предварительная обработка расплава стали церием позволяет добиться
1804491 устойчивых результатов дополнительного легирования бором. Происходит заметное измельчение и изменяется характер микроструктуры стали. Если в стали исходного состава имела. место крупнозернистая аустенитная структура (фиг. 1), то после ввода бора и церия в указанных соотношениях, структура стали изменяется. Она становится мелкозернистой (фиг. 2), более равномерной, Сталь обладает более высокой плотностью и уровнем механических свойств в литом состоянии.
Пределы содержания в стали бора и церия определены исходя из их воздействия на механические свойства стали с учетом возникновения сопутствующих факторов, а именно; при вводе бора до 0,001 мас. не происходит заметного воздействия на свойства стали. При вводе бора в количестве свыше
0,0045 снижается степень его усвоения в расплаве стали и снижается эффективность его воздействия на свойстве стали.
Введение в сталь церия в количестве менее 0,001 мас. не оказывает заметного воздействия на количество стали. При уве. личении содержания церия свыше 0,006 мас. эффективность его воздействия снижается, увеличивается количество включений в структуре стали.
В песчано-глинистые формы отливали пробы диаметром 40 мм и длиной 200 мм.
Иэ проб вырезались образцы для определения химического состава, механических свойств и металлографических исследований стали. Химический состав предложенной и известной стали приведен в цах 1, 3, 5. Составы 2, 6, 7, 10, 11, 14 выхоДят.за пределы легирования предложенной стали.
Предел прочности, текучести, относительное удлинение определяли при испытании на растяжение на универсальной испытательной машине FP-100 при растяжении образцов диаметром 5 мм (тип И1, М
7 ГОСТ 1497 — 73). Нагрузка при испытании составляла 40000 кН.
Твердость определяли на твердомере
ТШ вЂ” 2М на полированных образцах шари5 ком диаметром 5 мм при нагрузке 7,5 кН.
Результаты испытаний приведены в таблицах 2, 4, 6, Результаты испытаний показали, что ввод в сталь дополнительно бора и церия позволяет повысить уровень ее механических свойств в литом состоянии. Показатели механических свойств возрастают на
5, относительное удлинение на 11 . твердость на 7 .
При увеличении содержания легирую15 щих элементов выше верхнего предела предложенного легирования показатели свойств не повышаются.
Применение предложенной стали ожидается при изготовлении деталей, работающих при высоких температурах в агрессивных средах, в частности, колесников обжиговых машин, Экономический эффект достигается за счет повышения надежности и долговечности деталей из предлагаемой стали, Формула изобретения
Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, тйтан, кальций, тел30 лурижелезо, отл ича ю ща я ся тем. что, с целью повышения механических свойств в литом состоянии, она дополнительно содержит бор и церий при следующем соотношении компонентов, мас, :
35 Углерод 0 2 — 0 6
Кремний 0,5 — 1,2
Марганец 0,3 — 1,0
Хром 22-28
Никель 14 — 20
40 Титан 0,1 — 0,3
Кальций 0,05 — 0,2
Теллур 0,005 — 0,05
Бор 0,001 — 0,0045
Церий 0,001-0,006
45 Железо Остальное
1804491
Таблица 1
Номер образца
Углерод
Бор
Церий
ЖелеКрем- МарХром
Титан
Никель
Кальций
Теллур
Азот нии ганец зо
0,38
0,12
0,02
0,03
57,76
0,000
0,001
0.002
0,004
0,005
0,1
0,2
0.4
0,6
0,7
0.4
0,5
0,85
1,2 l,3
0,2
0,3
0,65
1,0
1,1
22
28
13
14
17
0,05
0,1
0,2
0,3
0,35
0,04
0,05
0,12
0,2 .
0,22
0,003
0,005
0,027
0,05
0,06
0,000
0,001
0.003
0,006
0,007
66,206
62.843
55,?47
48,639
45,258
Таблица 3
НоТитан Кальций
Азот Бор
Мар- Хром ганец
Никель
Теллур мер Углеоб- род разца
Кремний
Желерий зо
0,78 24,7
57,76
0,02 0,03
0,38 0,91
55,749
65,749
55,74
55,74
55,745
0,12
0,12
О, t2
0,12
0,12
0,027
0,12
0,027
0,27
0,27
0,000
0,001
0,002
0,004
0 05
0,003
0,003
0,003
0,003
0,003
0,65
0,65
0,65
0,65
0,65
17
17
17
17
17.0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,4
0,4
0,4
0.4
0,4
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
Известная
Заявляемая
3
5
Известная
Заявляемая
8
9
Со е жание элементов. мас, 091 078 247 15.1 02
Со е жание элементов. мас, 15 1 0 2 0 12
1804491
Таблица 4
Таблица
Номер Углео6- род разца
Крем- Марний ганец
Кальций
Никель
Титан
Хром
Теллур
Азот
Железо
Церий
Бор
02 012
24,7 15,1
0,38
002 003
0,91 0,78
57,76
0,12
0,12
0,12 .
0,12
0,12
0,027
0,027
0,027
0,027
0,027
0,002 0,000
0,0027 0,001
0,002 0,003
0,002 0,005
0,0027 0,007
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,65
0,65
0,65
0,65
0,65
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
17
17
17
17
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
55,749
55,749
55,747
55,744
55,743
Таблица 6
Известная
Заявляемая
11
12
13
Со е жание элементов. мас.
1804491 х 100 ,. « Р4Я@ 700
Составитель Г. Дудик
Редактор А. Купрякова Техред М,Моргентал Корректор И. Шмакова
Заказ 1071 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, уп.Гагарина, 101