Сталь
Иллюстрации
Реферат
Использование: при изготовлении из: ложниц для отливки стальных кузнечных слитков. Цель: повышение эксплуатационной стойкости. Сущность изобретения: сталь, содержащая углерод, кремний, марганец , хром, никель, медь, алюминий, кальций , цирконий и железо, дополнительно содержит иттрий и церий, при следующем соотношении компонентов, мас,%: углерод 0,15-0,30; кремний 0,2-0,6; марганец 0,4- 0,9; хром 0,01-0,3; никель 0,31-0,9; медь 0,01-0,3; алюминий 0,001-0,10; цирконий 0,01-0,07; кальций 0,001-0,02; церий 0,01- 0,08; иттрий 0,001-0,08; железо и примеси остальное. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5ц5 С 22 С 38/50
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4953958/02 (22) 17.06.91 (46) 30.03,93, Бюл. N" 12 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения ЦНИИТМАШ и Производственное обьединение "Ижорский завод" (72) А.Ф.Дегтярев, В.Г.Дюбанов, Н.А.Хлямков, В.P Ñóëÿãèí, А.А,Егоров, А.Ф.Козлов, Г.П.Матвеев и В.И.Александрович . (73) Производственное объединение "Ижорский завод" (56) Авторское свидетельство СССР
N 1381195, кл. С 22 С 38/50, 1986.
Изобретение относится к металлургии, касается стали, которая может быть использована при изготовлении изложниц для отливки кузнечных слитков, Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости за счет увеличения ударной вязкости и трещиноустойчивости.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, кальций, цирконий и железо, согласно изобретению дополнительно содержит иттрий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,15 — 0,30 ,Кремний 0,20 — 0,60
Марганец 0,40 — 0,90
Хром 0,01 — 0,30
Никель 0,31 — 0,90, Я,, 1806219 АЗ (54) СТАЛЬ (57) Использование: при изготовлении изложниц для отливки стальных кузнечных слитков. Цель: повышение эксплуатационной стойкости, Сущность изобретения: сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, кальций, цирконий и железо, дополнительно содержит иттрий и церий, при следующем соотношении компонентов, мас,%: углерод
0,15 — 0,30; кремний 0,2 — 0,6; марганец 0,4—
0,9; хром 0;01 — 0,3; никель 0,31 — 0,9; медь
0,01 — 0,3; алюминий 0,001 — 0,10; цирконий
0,01 — 0,07; кальций 0,001 — 0,02; церий 0,01—
0,08; иттрий 0,001-0,08; железо и примеси остальное. 2 табл.
Медь, 0,01 — 0,30
Алюминий 0,01 — 0,10
Кальций 0,001 — 0,02 а
Цирконий 0,01 — 0,07 Ср
Иттрий 0,001 — 0,08
Церий 0,01 — 0,08
Железо Остальное ©
Сталь содержит: примеси серы и фосфора не более 0,025% каждого, Необходимость совместного введения иттрия и церия обусловлена характером их воздействия на свойства стали: церий улучшает форму неметаллических включений, снижает в стали содержание кислорода и серы, уменьшает количество сульфидных включений, очищает границы зерен и из-, мельчает структуру, что повышает ударную вязкость литой стали и прочность, что приводит к увеличению трещиностойкости ста- ° ли. Введение иттрия усиливает воздействие
1806219
3 церия на стойкость стали к окислению в условиях циклических изменений температуры, что увеличивает трещиностойкость стали. Иттрий в присутствии церия образует совместные окислы, имеющие более близ- 5 кие коэффициенты теплового расширения с основным металлов, что увеличивает стойкость окалины.к отслоению в стадии остывания и не приводит к оголению металлов и, следовательно, к его незащищенности в следующей стадии нагрева. Кроме того, иттрий придает совместным с церием окислам повышенную пластичность, позволяя им расширяться и сжиматься с основным металлом, что повышает трещиностойкость и 15 ударную вязкость стали, Таким образом, совместное введение иттрия и церия обеспечивает получение высокой эксплуатационной стойкости за счет высокой трещиностойкости и ударной вяз- 20 кости;
Предлагаемая сталь отличается от изве-, стной тем, что дополнительно содержит иттрий 0.,001 — 0,08% и церий 0,01 — 0,08, При содержании иттрия и церия ниже 25 нижнего предела их воздействия на трещиностойкость и ударную вязкость предела из воздействия на трещиностойкость и ударную вязкость стали не эффективно, а при содержании их выше верхнего предела сни- 30. жается трещиноустойчивость и ударная вязкость за счет развития межзеренного разрушения литой стали, что связано с избыточным обогащением бывших границ зерен неметаллическими включениями, 35
Предлагаемая сталь отличается более высоким содержанием никеля (0,31-0,90 ) против 0,01-0,30 s известной стали, что обеспечивает высокую ударную вязкость и трещиностойкость за счет получения более 40 однородной структуры с повышенной пластичностью и более высоким сопротивлением окислению, При содержании никеля ниже среднего предела его воздействие неэффективно, а 45 при содержании никеля выше верхнего предела снижается трещиноустойчивость и ударная вязкость за счет подкатки при охлаждении.
В табл.1 приведен химический состав 50 предлагаемой стали трех плавок (1-3), а также химический состав плавок. имеющих концентрацию компонентов ниже нижнего и выше верхнего пределов заявленного состава (4,5) и состав стали прототипа (6,7).
Выплавку проводили в 150 кг индукционной печи с разливкой на отливки 180Х200Х80 мм.
В табл.2 приведена трещиностойкость и ударная вязкость укаэанных плавок после нагрева и охлаждения в интервале температур 900-700 до 20 С.
Трещиностойкость определялась ускоренным методом путем нагрева образцов 15 мм и длиной 20 мм до 700 и 900 С, выдержкой при этих температурах 15е, охлаждением в воде, Испытания на ударную вязкость проводили на образцах 10Х10Х55 мм по ГОСТ
9454-78, Как видно из табл,2 предлагаемая сталь имеет более высокую трещиностойкость и ударную вязкость по сравнению с прототипом.
Использование предложенной стали в качестве материала для изложниц по сравнению с прототипом позволит повысить по сравнению с прототипом эксплуатационную стойкость разливочных изложниц на
35%, что даст экономический эффект 750 тыс. руб..Формула изобретения
Сталь, содержащая углерод, кремний,марганец, хром; никель, медь, алюминий,. кальций, цирконий и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости эа счет увеличения ударной вязкости и трещиностойкости, она дополнительно содержит иттрий и церий при следующем соотношении компонентов, мас. : . Углерод . 0,15 — 0,30
Кремний. 0,20 — 0,60
Марганец 0,40 — 0.90
Хром .0,01 — 0.30 .
Никель 0.31 — 0,90
Медь 0,01 — 0,30.
Алюминий 0,01 — 0,10
Кальций 0,001-0,02
Цирконий О,01-0,07
Иттрий 0,001-0,08
Церий 0,01 — 0,08
Железо Остальное
1806219
Таблица 1
Химический состав стали
Со е жание компонентов,мас.
Si Mn Cr
Coc-.
Се Ti Fe
Са Zn
Nl . Cu Al тав
Остальное
0,06
0,15
Таблица 2
Трещиностойкость и механические свойства стали
Составитель Н.Рыгалина
Техред М,Моргентал Корректор О.Густи
Редактор З.Ходаковэ
Заказ 967 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, ул.Гагарина, 101 .
2
4
6
0,15
0,21
0,30
0,14
0,31
0,12
0,45
0,20
0,40
0,60
0,19
0,62
0,2 .0,60
0,40
0,60
0,90
0,38
0,95
0,35
0,90
0.01
0.18
0,30
0,005
0,31
0,01
0,3
0,31
0,45
0,90
0,30
0,92
0,01
0,3
0,01
0,15
0,30
0,005
0,31
0,01
0,3
0,01
0,05
0.10
0,005
0,11
0,01
0,10
0,001
0,.01
0,02
0,009
0,03
0,0011
0,04
0,01.
0,04
0,07
0,009
0,08
0,001
0,07
0,001
0,04
0,08
0,009
0,09
0,01
0,05
0,08
0,009
0,09