Аустенитная немагнитная сталь

Аустенитная немагнитная сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.