Сталь

Сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик н>836196

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к &BT. свид-ву— (22) Заявлено 270979 (21) 2851577/22-02 с присоединением заявки ¹

Р1)м. кл.

С 22 С 38/50

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0 70 681, Бюллетень № 21 (53) УДК 669.14. .018.291-194 (088.8) Дата опубликования описания 07.0681 (72) Авторы изобретения

В.Д. Топоров, С.N. Белокуров, Л.Ф. Альшанск .и В.М. Горфинкель

Центральный научно-исследовательский инстит т материалов и технологии тяжелого и транспор машиностроения (71) Заявитель (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии. Сталь может быть применена в качестве материала для производства отливок различного веса, конфигурации и назначения, например направляющих лопаток газовых турбин, печной арматуры, плит, колосников и т и . Известна сталь 09Х17НЗСЛ, содержащая, вес.%:

Углерод 0,05-0,12

Кремний 0,80-1,50

Марганец 0,30-0,80

Хром 15,0-18,0

Медь Не более 0,30 15

Сера Не более 0,030

Никель 2,80-3,80

Фосфор Не более 0,035

Железо Остальное р13

Эта сталь имеет низкие прочностные, пластические свойства и ударную вязкость.

Целью изобретения является повышение прочностных, пластических свойств и ударной вязкости стали.

Это достигается тем, что предлагаемая сталь дополнительно содержит азот, магний, редкоземельные металлы (РЗМ), титан.и ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,03-0,07

Хром 15,0-18,0

Кремний 0,20-0,.35

Марганец 0,20-0 5

Никель О, 05-0, 50

Медь . 0,05-0,30

Азот 0,003-0,05

Титан 0,10-0,20

Ниобий 0,50-0,80

РЗМ О, 30-0 50

Магний 0,005-0,05

Железо Остальное

Сталь может содержать примеси, вес.%: сера 0,001-0,015, фосфор

0,001-0,02.

Магний обладает большой обессеривающей способностью. Удалению неметаллических включений и серы благоприятствует интенсивное перемешивание металла, производимое парами магния. При введении магния образуются глобулярные неметаллические включения. По химическому составу их можно отнести к сложным легкоплавким силикатам с малым удельным весом, которые способны коагулировать, обволакивать кристаллы корунда, кварца, более тугоплавкие стекла и удалять их из массы металла. Так, введение в сталь магния 0,02% снижает

836196

Таблица 1

Содержание, вес.Ъ

Компонент

4 (оптимальный состав) 0,11

0i03

0,07

0,05

18 0

0,35

0,06

0,04

16,4

О., 25

0,3

0,3

0,18

0,012

0,018

0,16

0 i 7

0iО03

15,0

17,6

1,2

0,2

0,2 0,5

0,65

3,7

0,05

0,5

0,3

0,0015

0,02

0,22

0,026

0,028

0 05

0i 001

О, 001

0,1

0,5

0,2

0,8

P3N цериевой

0,41

0i3

0,5 группы

0,005 0,05 0,008 содержание кислорода до О, 001% (исходное содержание 0,005%), количество неметаллических включений с 0,012 до 0,007, содержание серы с 0,025 до 0,010%. Содержание магния выше верхнего предела может привести к загрязнению матрицы оксидами магния, ниже нижнего предела не эффективно.

Р3М цериевой группы в указанных пределах способствуют повышению жаростойкости стали, так как повышают прочность соединения окислов Cr Оз с поверхностью отливки. Содержание

РЗМ ниже нижнего предела недостаточно для получения прочной плавки ,окислов, а выше верхнего предела не приводит к дальнейшему увеличению этой характеристики.

Введение в сталь титана и ниобия .необходимо для связывания углерода и азота в прочные соединения — карбиды и нитриды, которые вызывают дисперсионное упрочнение стали, повышают стойкость против абразивного износа, а также за счет измельчения структуры приводит к повышению плас-. тических свойств и ударной вязкости стали. Содержание титана.и ниобия в стали определяется содержанием углерода и азота. Отношение Nb+Ti/Ñ+N должно быть не менее пяти. Это обеспечит повышение окалиностойкости стали за счет повышения содержания хрома в твердом растворе. Кроме того, введение ниобия в сталь снижает склонность стали к межкристаллитной коррозии:.

Сочетание в предложенной стали повышенных прочностных и пластических свойств увеличит ресурс работы литых деталей..в узлах агрегатов и машин и гарантирует более высокую надежность их работы в условиях повышенных температур и ударннх нагрузок. Например, одним из возможных применений предложенной стали может быть производство литых колосников для агломерационных машин. Это позволит повысить ресурс работы литых I5 колосников с 12-14 приблизительно до 16-20 мес., уменьшить простои агломерационных машин в связи с заменой колосников, сократить затраты на производство колосников, повысить производительность агломерационных машин и снизить себестоимость агломератa.

В промышленной индукционной печи были проведены три плавки предложенной стали, соответствующие граничным и средним значениям компрнентов, а также одна плавка серийной стали

09Х17НЗСЛ. Легирующие добавки вводили в печь, а модифицирующие - в ковш.

В табл. 1 приведены составы 1 известной стали и 2, 3 и 4 предлагаемой.

836196

-Таблица 2

Состав (2 ((Показатель

3 4

Временное сопротивление разрыву, кгс/мм 100,0 106,0

109,0 110,0

Относительное удлинение, Ъ

8,0 10,0 12,0 12,0 ударная вязкость, кгс м/см 2,0 2,5

3,2 3,5

0,03-0,07

15,0-18,0

Составитель Л. Суязова

Редактор Т. Юрчикова Техред С. Мигунова Корректор H. Стец

Заказ 2842/15 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4

Для определения механических свойств металла отливали пробные бруски по ГОСТУ 2176-77, из которых

Средние значения получены порезультатам испытания трех образцов после термообработки по режиму: отжиг при 670оС закалка с 1050 С в масло, отпуск при 320оС и охлаждение на воздухе.

Формула изобретения

1 ° Сталь, содержащая углерод, хром, марганец, кремний, никель, медь, и железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения прочностных, пластических свойств и ударной вязкости, она дополнительно содержит азот, титан, ниобий, редкоземельные металлы, магний при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод

Хром вырезали образцы для испытаний. Pef зультаты испытаний представлены в табл. 2.

Кремний 0,20-0,35

Марганец 0,20-0,50

Никель 0,05-0,50

Медь 0,05-0,30

Азот 0,003-0,05

Титан 0,10-0,20

Ниобий 0 50-0,80

Редкоземельные металлы 0,30-0,50

30 Магний 0 005-0 05

Железо Остальное.

2. Сталь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отношение суммарного содержания титана и ниобия к суммарному содержанию углерода и азота не менее пяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 2176-77.