Аустенитная немагнитная сталь
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОИ:КОМУ СВИДДТИЗЬСМВУ
Союз Советсмнк
Социалнстиыескнк
Республик о„834208 (61) Дополнительное к авт. свид-ву:®3м. кл.
С 22 С 38/12 (22) Заявлено 140279 (21) 2725060/22-02 с присоединением заявки N9(23) ПриоритетГосудврствонвмй «оиитет
СССР яо дмаи изобвотеякй к откритий
Опубликовано З0.05,81.6оллeтe йе 20 (Щ ПФ 669.15-018.2(088.8) Дата опубликования описания 300581
I (72) Авторы изобретения
Ю \ ю-ю "., », r ю с ф.
Институт физики металлов УНЦ AH СССР (73 ) Заявитель (54 ) АУСТЕНИТНАН ИЗМАХ НИТНАЯ СТАЛЬ
2 аустенитная немагследующего состава, Изобретение относится к металлургии, в частности к испытанию немагнитных сталей, и может быть использовано в специальном машиностроении для немагнитных деталей машин и приборов, работающих при нормальной и пониженной температурах.
Известна аустенитная сталь следующего химического состава, вес.%: Углерод 0,5-0,9
Марганец 14,0-18,0
Никель 8,0-12,0
Ванадий 0 7 1 5
Железо Остальное
Обработка такого сплава включает 15 закалку от 1150ОС и старение при 65/С. в течение 15-20 ч. После указанной термической обработки сталь 40Г14Н9Ф имеет следующие механические свойства: до 120 кгс/мм, bо до 00 кгс/ьвР 2Î при о"=20-25%,и 9 4ц-453,61 .
Прочностные свойства уу(азанной стали сравнительно невелики, а пластичность снижается при уменьшении темпе» ратуры,.поэтому данная сталь непри- 25 годна для использования в изделияхт работающих при больших механических нагрузках и пониженной температуре.
° Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является нитная сталь 21 вес.В:
Углерод
Никель
Марганец
Алюминий
Ванадий
Железо
0,45««0,55
18,2-20,0
12,5-15,0. 4,5-5,0
1,5-2,0.
Остальное
Известная сталь после закалки ри
1150 С и последующего старения при
650 С в течение 12 ч имеет следующие механические свойства:
Предел прочности кг/мм 170
Преде текучести, кг/мм 150
Отнсситольное удлинение, а. 9
Относительное удлинение,В . при минус 40 С 10 при минус 60 С 8
Недостатком известной стали является низкая пластичность при отрицательных температурах. Кроме того, себестоимость данной, стали высокая из-за наличия в ее составе большого содержания никеля.
К.A. Малышев, A.È. Уваров, В.В. Сагарадзе и Н.A. Спивак
834208
Таблица 1
Ni A1
Сталь С
Мп
13,50 10,0
11,85 9,5
10,50 9,0
6,6 2,5
6,0 2,0
5,0 1,6
0,45
0,42
0,40
Таблица 2.
Механические свойства стали 1, закаленной от 1110 С и состаренной при 600 С
Термообработка, p кгс/мм Др кгс/мм сР; %, %
OC-ч
1150- 2
1150-2
600-6
1150-2
39,, 38
115,100
17 50
152
600-20
10 12
Цель изобретения - повышение плас-, тических свойств при отрицательных температурах.
Указанная цель достигается тем, что сталь содержит компоненты при следующем соотношении, вес.%:
Углерод О, 4-0,45„
Марганец 10,.5-13,5
Ванадий 1,6-2,5, Никель 9-10
Алюминий 5,0-6,6
Железо Остальное
Этот состав обеспечивает повышение пластичности при понижении рабочей температуры стали. Старение стали позволяет значительно увеличи ь прочностные свойства благодаря появлению в аустенитной матрице карбидов ванадия и интерметаллидных частиц на основе химического соединения никеля и алюминия. Температура и продолжительность старения выбираются так, Я) чтобы точка И была ниже рабочей температуры изделия ТР), а точка И > Т> (Мд — температура появления 1% ферромагнитной Ы-фазы при пластической деФормации) . В этом случае немагнитная сталь при низкой температуре Т> становится способной к. мартенситному превращению при растяжении (при напряжениях 676>< в процессе определения механических свойств), что приводит к релаксации пиковых, локальных напряжений, предотвращает. зарождение и развитие трещин и является причиной повышения пластичности.
Пример выполнения. Слитки весом 10 кг выплавляют в открытой индукционной печи ЛПЗ-37 и проковывают в прутки сечением 15х15 мм при
:2 температуре 1050-1150о С. В табл. 1 приведен химический состав исследуемых сталей. После закалки прутков от
1150 С в воде сталь имеет следукщие механические свойства:6 в=70-88 кгс/мм
=35-40 кгс мм,Ф =32-45%, " =
=61-70%, Мц < 20 С. Закаленную сталь старят при температуре 600 С. Изотермическая выдержка стали в течение
2-18 ч позволяет получить следующие механические свойства (см. табл. 2-4) . Ьв =115-117 кгс/мм, 6о = 85160 кгс/мм, Ф =30 5%, ч =61-11%.
Растяжение стали при комнатной температуре не приводит к заметному мартенситному превращению, количество мартенсита деформации не превышает 2%. Когда температура растяжения (рабочая температура) понижается, ин-.. тенсивность мартенситного -ъ рЕ превращения возрастает и при некоторой оптимальной кинетике этого превраЩения пластические свойства имеют наибольшие значения, механические свойства и количество — мартенсита деформации стали 3 при отрицательных температурах (табл. 51 . Для сплава с механическими свойствами, равными при 20 С соответственно:6 =125 кгс/мм
$> > =105 кгс/мм, б =12%, Ч =14%, растяжение при температуре — 60 С (оптимальная кинематика превращения) позволяет повысить пластические свойства до следующих значений: б =23%,Ч =30%.
Оценка экономической эффективности показывает, что стоимость предлагаемой стали на 248 р. меньше стоимости известной, что обеспечивает значительный экономический эффект.
834208
Таблица 3
Механические свойства стали 2, закаленной от 1150©С и состаренной при 600 С
Термообработка, $8, Кгс/мм с> д, загс/мм д", % Ч, % ) oC - ч
40 45
116
85 30 61
105,28 45.1 30
600-16
177
160
5 12
Таблица 4
Механические свойства стали 3, закаленной от 1110 С и состаренной при 600 С
Ф
Термообработка, $, Игс/мм и 0> кгс/мм ц.=, В Ч %
2 2
С-ч
1150-2
1150-2
35 32 62
125
600-4,5
105 12 14
1150-2
600-18
150
132
5 11
Таблица 5
Механические свойства и количество d. -мартенсита деформации стали 3, закаленной от 1150 С и состаренной (600 С вЂ” 4,6) при различных температурах испытания
8,,,, кгс/ .3. кгс/мм
Количество о"- мартенсита, Ъ
Температура испытания, C
105 12 14
105 20 25
125
+20
130
-40
106 23 30 15
130
-60
Формула изобретения
Аустенитная немагнитная сталь, содержащая углерод, маргаиец, никель,,алюминий, ванадий и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения пластических свойств при отрицательных:температурах она содержит компоненты при следующем соотношении, вес.В: 40
Углерод 0,4-0,45
ВНИИПИ Заказ 4012/51 Тираж 681 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4
1150-2
1150-2
600-2
1150-2
600-4
1150-2
Марганец 10,5-13,5..
Никель 9-10
Алюминий 5,0-6,6
Ванадий 1,6-2,5
Железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 258606, кл. С 22 С 38/12, 1969.
2. Авторское свидетельство СССР
9 549498, кл . С 22 С 38/12, 1975.